圆柱凸轮无齿减速器的振动噪声分析及优化研究

发布时间：2020-06-04 13:44

【摘要】：随着中国制造水平不断进步,机械行业出现了众多先进的减速器设备,圆柱凸轮无齿减速器作为一种新型减速器,在起重机械、生产加工、航空航海、高精密设备等领域有着很好的应用前景。在高新工业领域内,低振动噪声、传动平稳的减速器更受青睐,因此对圆柱凸轮无齿减速器进行减振降噪优化研究,可以提升圆柱凸轮无齿减速器的动力性能且增加其市场竞争力。本文以新型的圆柱凸轮无齿减速器为研究对象,通过建立传动系统动力学模型、减速器有限元模型、声学分析模型及多目标优化模型,分别求解圆柱凸轮无齿减速器的振动特性、振动噪声分布、板块声学贡献量及减振降噪优化最优解。本文的主要研究内容如下:(1)确定圆柱凸轮无齿减速器的振动激励来源,借助Adams模拟传动系统运行,得到振动激励源:啮合力、输入及输出轴承动载荷的载荷-时间数据;借助ANSYS软件,尝试以动力学仿真得到的振动激励源数据为输入载荷步对圆柱凸轮无齿减速器进行动态响应分析,求解得到减速器的振动特性参数,结合减速器模态分析的结果,总结圆柱凸轮无齿减速器的振动特性。(2)利用Virtual.Lab软件创建圆柱凸轮无齿减速器的声学有限元分析模型,以动态响应结果作为振动噪声分析的边界条件,采用声学有限元方法,求解圆柱凸轮无齿减速器在各阶频率下的振动噪声分布情况。(3)通过声学传递向量ATV法建立结构节点-声场场点关系式,尝试将场点声压与减速器的结构节点搭建起数学关系,将ATV法应用于圆柱凸轮无齿减速器进行板块声学贡献量分析,求解减速器各板块在不同频率下对总声压的声学贡献量,根据圆柱凸轮无齿减速器的板块声学贡献量分析寻找贡献值较大的板块,创新性地为减振降噪优化提供方向。(4)以降低减速器振动水平及降低共振可能性为优化目标,以减速器各板块厚度为设计参量,以不降低减速器动力性能为约束条件,建立圆柱凸轮无齿减速器多目标优化分析模型,借助ANSYS优化模块计算并求得最优解,并对优化后减速器进行动态响应验证分析。
【图文】：

成为机械行业的新目标。减速器是一种新型的无齿减速器，它利用传动机构，圆柱滚子与圆柱凸轮在啮合过高了传动效率和传动精度。圆柱凸轮侧向轮结构具有类似特点，但装配方法与啮合凸轮不具有的连续传动效果，同时，利用相较于传统减速器具有平稳性高、传动比器的应用前景非常广泛，现在的系列产品产加工等领域。器，它的优点足够推广至高精度传动领域较高，对圆柱凸轮无齿减速器进行振动噪将从圆柱凸轮无齿减速器的振动特性分析设计两方面展开对圆柱凸轮无齿减速器振低其振动，减少噪声辐射，使其更加符合

图 2-1 圆柱凸轮侧向传动机构侧向传动机构的核心组成部分包括从动盘、圆柱滚子出轴等。圆柱凸轮固定于输入轴上，圆柱凸轮轴心线直分布，圆柱滚子数量与传动比相关，沿滚子基线均入轴在驱动力的作用下旋转时，圆柱滚子与圆柱凸轮向的推力，使圆柱滚子产生位移，带动从动盘旋转，断啮合，传动机构即处于运行状态。在这个过程中，通过滚动摩擦替代滑动摩擦，，达到传动系统中的啮合侧向传动机构的结构参数示意图如图 2-2：hrrpDF
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH132.46

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本文编号：2696475