考虑非线性啮合刚度的齿轮系统动态特性研究

发布时间：2020-12-08 07:53

　　风能作为一种清洁可再生能源在目前我国可持续发展战略中占据着重要的地位,因此我国风力发电机装机容量在逐年地增加,但随之而来的对风力发电机的工作运行的稳定性也提出了更高的要求。风力发电机工作环境往往十分恶劣,在这种环境下会承受着复杂的内、外激励,因此风机的各个构件会经常出现各种故障形式。齿轮箱作为风力发电机的主要传动机构的同时也是引起风机故障主要构件。其中,齿轮箱中齿轮轮齿齿根裂纹是常见故障之一。当齿轮系统出现裂纹故障,齿轮轮齿所受的切向力会使裂纹继续增大,最终会导致齿轮轮齿折断,这会严重影响风力发电机的正常工作,对经济造成巨大的损失。因此,研究正常齿轮传动系统以及含裂纹故障齿轮传动系统的动态特性对于完善齿轮箱设计、齿轮箱的故障诊断与状态监测提供理论基础。主要研究内容如下:（1）考虑了精确传动轮廓线,基于能量法得出齿轮传动系统赫兹接触刚度、基体变形刚度、弯曲刚度、剪切刚度以及压缩刚度表达式,从而也得到了齿轮传动系统单、双齿时变啮合刚度表达式。（2）考虑齿轮齿侧间隙、时变啮合刚度、齿轮传递误差,基于集中参数法,建立6自由度平移-扭转耦合齿轮分析模型。通过四阶龙格库塔数值积分算法求解齿轮传动系... 

【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题来源及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 齿轮时变啮合刚度计算方法
        1.2.2 齿轮系统动力学建模方法
        1.2.3 含故障齿轮系统动力学特性研究
    1.3 本文主要研究内容
第2章 齿轮系统时变啮合刚度计算
    2.1 引言
    2.2 齿轮系统时变啮合刚度计算方法
        2.2.1 石川变形公式
        2.2.2 数学弹性力学方法
        2.2.3 ISO公式草案
    2.3 基于能量法计算齿轮刚度方程
        2.3.1 精确传动轮廓线方程
        2.3.2 齿轮副啮合刚度计算
    2.4 本章小结
第3章 齿轮系统动力学模型
    3.1 引言
    3.2 齿轮经典分析模型
        3.2.1 齿轮纯扭转振动分析模型
        3.2.2 齿轮-转子系统扭转振动分析模型
        3.2.3 齿轮弯-扭耦合模型
        3.2.4 六自由度齿轮振动分析模型
    3.3 齿轮系统时变啮合刚度计算
        3.3.1 齿轮综合啮合刚度计算
        3.3.2 齿轮系统动力学响应分析
    3.4 本章小结
第4章 含裂纹故障齿轮系统动力学响应
    4.1 引言
    4.2 裂纹故障齿轮系统齿轮刚度计算
    4.3 含裂纹齿轮系统振动响应分析
    4.4 齿轮副实测信号的振动特性分析
    4.5 本章小结
第5章 中心距对齿轮系统动力学响应的影响
    5.1 引言
    5.2 系统动力学模型
    5.3 数值仿真
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 全文结论
    6.2 研究展望
参考文献
在学研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]包含齿根裂纹的风电行星齿轮动力学特性分析[J]. 刘杰,张磊,赵思雨,陈长征.  太阳能学报. 2019(01)
[2]基于齿根圆角圆心所在位置的时变啮合刚度修正模型[J]. 张珂铭,邵毅敏,许晋,何融,李亮.  振动与冲击. 2019(01)
[3]含裂纹复合两级行星轮系振动特性研究[J]. 李国彦,李方义,刘浩华,董德浩,张珊珊.  振动工程学报. 2018(03)
[4]斜齿轮时变啮合刚度算法修正及影响因素研究[J]. 刘文,李锐,张晋红,林腾蛟,杨云.  湖南大学学报(自然科学版). 2018(02)
[5]具有分形特性的齿侧间隙对齿轮-轴承系统动态特性的影响[J]. 李小彭,牟佳信,潘五九,闻邦椿.  机械工程学报. 2018(09)
[6]齿轮传动系统耦合故障下的故障特性研究[J]. 王鑫,徐玉秀,武宝林.  振动与冲击. 2017(12)
[7]含裂纹故障的齿轮系统动力学特性研究及其故障特征分析[J]. 王旭,伍星,肖正明,曹永立,刘韬.  振动与冲击. 2017(09)
[8]基于接触有限元的齿轮副扭转共振分析[J]. 范俊,王建军,张涛,肖阳,陈策.  航空动力学报. 2017(01)
[9]风力发电机状态监测与故障诊断技术综述[J]. 赵勇,韩斌,房刚利.  热力发电. 2016(10)
[10]基于有限元法的准双曲面齿轮时变啮合特性研究[J]. 周驰,田程,丁炜琦,桂良进,范子杰.  机械工程学报. 2016(15)



本文编号：2904737