变厚齿轮传动系统非线性振动特性研究

发布时间：2017-04-13 03:19

  本文关键词：变厚齿轮传动系统非线性振动特性研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目前,由于与平行轴变厚齿轮的非线性振动理论相关的研究比较少,所以本文对平行轴变厚齿轮非线性振动特性进行研究,可以为变厚齿轮在实际应用中减小振动和噪声提供理论研究基础。由于齿轮系统的动态激励是产生齿轮振动和噪声的主要原因,所以本文在建立模型时考虑了齿轮的时变啮合刚度、传动误差和齿侧间隙等非线性因素。变厚齿轮的刚度激励是时变性的,本文采用石川公式对刚度激励进行分析,然后展开成傅里叶级数形式;分析误差激励和齿侧间隙形成原因,将齿侧间隙拟合为多项式形式便于计算。在轻载运行时,本文将平行轴变厚齿轮振动系统简化为扭转振动动力学模型,并且用多尺度法对纯扭转动力学模型进行解析法分析,得到系统在内部激励、参数激励和外部激励作用下的主共振、谐波共振和组合共振等的一阶稳态近似解和频率响应方程。根据频率响应方程定量分析了静态载荷、阻尼等参数对系统的谐波共振幅值和激励频率的影响作用规律。结合数值法分析变厚齿轮振动系统的稳态响应,并且绘制主共振、超谐波共振的时间—位移曲线、相平面曲线。对系统进行扫频分析,绘制扫频曲线,并对其结果进行分析。在中载或重载运行时,因为变厚齿轮有小的倾角,会产生一定的轴向分力,所以需要建立考虑有轴向振动、横向弯曲振动以及扭转振动的平行轴变厚齿轮系统动力学分析模型,运用多尺度法对平行轴变厚齿轮系统的谐波共振频率因子进行分析。采用数值法求解其稳态响应,得到在齿轮的不同转速下,沿啮合线方向的扫频曲线,并分析其结果。
【关键词】：变厚齿轮 多尺度法 非线性振动 数值法 解析法
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH132.41
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-15
• 1.1 课题来源及其研究意义8-9
• 1.1.1 课题来源8
• 1.1.2 课题研究背景及其意义8-9
• 1.2 变厚齿轮研究现状9-10
• 1.3 齿轮动力学模型的发展和研究现状10-12
• 1.4 齿轮非线性动力学求解方法12-13
• 1.5 主要研究内容13-15
• 第2章 平行轴变厚齿轮系统动力学模型15-26
• 2.1 引言15
• 2.2 动态激励15-16
• 2.2.1 刚度激励15-16
• 2.2.2 误差激励16
• 2.3 齿侧间隙16
• 2.4 单自由度变厚齿轮系统动力学模型16-20
• 2.5 多自由度变厚齿轮系统动力学模型20-25
• 2.6 本章小结25-26
• 第3章 单自由度平行轴变厚齿轮系统多尺度法26-43
• 3.1 引言26
• 3.2 多尺度法26-27
• 3.3 不考虑外部激励时单自由度变厚齿轮系统的主共振27-33
• 3.3.1 内部激励作用下的主共振27-31
• 3.3.2 参数激励作用下的主共振31-32
• 3.3.3 内部激励和参数激励共同作用引起的主共振32-33
• 3.4 非共振硬激振动33-34
• 3.5 谐波共振34-37
• 3.5.1 超谐波共振34-36
• 3.5.2 次谐波共振36-37
• 3.6 组合共振37-41
• 3.6.1 参数激励和内部激励组合共振37-39
• 3.6.2 外部激励和内部激励组合共振39-41
• 3.7 本章小结41-43
• 第4章 单自由度平行轴变厚齿轮系统数值解法43-52
• 4.1 引言43
• 4.2 刚度激励的数值拟合43-48
• 4.3 用数值法对变厚齿轮系统动力学分析48-50
• 4.4 齿侧间隙对变厚齿轮系统振动特性的影响50-51
• 4.5 本章小结51-52
• 第5章 多自由度变厚齿轮系统振动特性52-64
• 5.1 引言52
• 5.2 不考虑外部激励的谐波共振频率因子52-55
• 5.2.1 振动方程第一式所得频率因子54-55
• 5.2.2 其他振动方程所得频率因子55
• 5.3 考虑外部激励时系统频率因子55-60
• 5.4 数值方法分析平行轴变厚齿轮的振动特性60-63
• 5.5 本章小结63-64
• 结论64-65
• 参考文献65-69
• 附录I 其他振动方程所得频率因子69-77
• 致谢77

【参考文献】

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本文编号：302693