基于神经网络动态特性正向设计的齿轮箱振动噪声控制研究

发布时间：2021-07-03 05:58

　　齿轮箱作为机械传动设备的重要组成部分广泛应用于航空航天、船舶、风电设备、电力系统、车辆运输、农业机械、机床加工、冶金、采矿等重大工程领域。随着技术的快速发展和传动设备出现大型化、高速化、结构轻量化的需求,齿轮箱的振动噪声、承载能力、服役周期、功率密度等性能提出了越来越高的要求。以往齿轮箱的结构设计往往是基于几何尺寸和结构强度方面,在许多领域已经不能满足工程实际应用的需求,齿轮箱的动态特性直接影响其振动噪声水平以及服役周期等。因此,研究齿轮箱的动态特性设计,将齿轮箱的动态特性引入齿轮箱初期研发设计阶段,从根本上解决齿轮箱振动噪声问题,避免齿轮箱加工完成后的二次设计引起的研发周期加长、结构改动空间缩小、优化效果不佳等问题,减少航空航天、舰船、高铁、大型风电、石化、钢铁和能源等重要装备的经济损失,具有重要的理论和现实意义。众多国内外学者对齿轮箱内部各组件误差激励对系统模态影响及齿轮箱内部各组件设计参数与模态关系做了大量研究工作,研究主要采用有限元方法,数值仿真分析方法和试验及统计指数等方法,取得良好成果,但关于齿轮箱各阶固有频率和齿轮箱系统的结构参数和材料参数之间的映射关系研究较少。研究齿轮... 

【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：99 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

齿轮箱结构振动传递示意图

图 2.1 渐开线直齿轮截面悬臂梁模型2.1 Cantilever beam model of involute spur gear cross s中的梁变形理论，啮合力 F 沿啮合线方向作缩变形所存储的弹簧弹性势能分别为[49]-[51]2 220 0 01.2, ,2 2 2d d db as b ax x xF MF dx U dx U dxGA EI EA 轮齿齿厚方向的分力 Fb，齿高方向的分力 F dx 的截面力矩 M 的计算式表达式分别为1 1cos , sin ,b a b aF F F F M F x F h得到单齿的弯曲刚度 Kb的表达式 1 101 dcos sinb xx hdxK EI s的表达式为2101 d1.2cosdx

图 2.2 齿轮轮体变形几何参数[53][54]Fig. 2.2 Geometrical parameters for gear rim deformation[53][54].2 齿轮啮合关系等效建模传统方法在对齿轮啮合关系的有限元建模时通过直接将齿轮啮合位置处点进行节点固连，但这种处理方法忽略了齿轮接触引起的赫兹接触刚度啮合刚度的影响，因此本文对齿轮动力学方法利用能量法对齿轮啮合刚算，得到双齿啮合刚度如图 2.6 所示，综合计算得到初始齿轮箱的齿轮平度84.9 10N/mm（由 2.2.1 计算得到），将其代入齿轮啮合位置的弹簧mbin14 的刚度 K 对啮合关系进行等效。① 弹簧阻尼单元 Combin14Combin14 单元具有分析一维、二维或三维模型的轴向扭转或拉伸的功能y、z 的轴向移动，不能考虑弯曲或扭转。扭转的弹簧-阻尼器选项是一个纯，它的每个节点具有三个自由度：x、y、z，它不能考虑弯曲或轴向力。


本文编号：3262010