基于虚实混合的齿轮箱体动力学建模与分析

发布时间：2017-05-10 03:05

  本文关键词：基于虚实混合的齿轮箱体动力学建模与分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着经济的高速发展,工业也开始面临新的挑战,齿轮箱作为机械产品中的必不可少的部件之一,广泛应用于各行各业,尤其是在机械制造,汽车制造,航空工业,航海事业,电力系统以及国防事业等行业。齿轮传动系统中所需传递的功率越来越大,齿轮的旋转速度也越来越快,其工作精度要求也越来越高,面对箱体振动的其他一些问题变得更加棘手,振动不仅会导致箱体的工作性能降低,还会对箱体的使用性能产生很大影响。所以,对齿轮箱箱体的振动问题进行研究就显得尤为重要。首先本课题是以单级齿轮减速器箱体作为研究对象,对其进行测绘获取各项数据进而完成其图纸的绘制,利用三维软件建立齿轮箱箱体的三维模型,然后导入到分析软件完成模态分析,获得箱体结构的固有特性。搭建箱体的模态试验平台,对箱体布点,以力锤的敲击为激励,获得箱体模态试验分析结果。进一步修改有限元齿轮箱体模型参数,使其与试验模态一致。完成参数修改后,建立传动系统的啮合型弯-扭耦合动力学方程,计算支撑动载荷,并将该动载荷施加到修正后的有限元模型,对箱体模型进行瞬态分析,获取箱体的强度分析结果。本课题对箱体结构的分析结合理论知识和模态试验结果,对箱体的有限元模型进行了分析,对箱体结构和其他一些结构体的设计和优化均有一定的参考价值。
【关键词】：齿轮箱箱体 模态分析 有限元分析 模态试验
【学位授予单位】：长安大学
【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
• 第一章 绪论8-16
• 1.1 引言8
• 1.2 选题背景及研究意义8-11
• 1.2.1 选题背景9-10
• 1.2.2 研究意义10-11
• 1.3 国内外研究现状11-12
• 1.4 主要研究内容及工作安排12-16
• 1.4.1 主要研究内容12-13
• 1.4.2 研究方法及技术路线13-16
• 第二章 齿轮箱三维建模及有限元分析16-26
• 2.1 相关软件介绍16-17
• 2.1.1 Pro/E软件介绍16
• 2.1.2 ANSYS软件介绍16-17
• 2.2 齿轮箱体建模与有限元分析分析17-23
• 2.2.1 模型建立17-18
• 2.2.2 有限元分析18-23
• 2.3 本章小结23-26
• 第三章 齿轮箱体模态试验26-46
• 3.1 概述26
• 3.2 模态试验系统组成26-29
• 3.2.1 模态试验设备26-28
• 3.2.2 试验系统28-29
• 3.3 试验方法29-32
• 3.3.1 试验原理29-30
• 3.3.2 试验方法30-31
• 3.3.3 支撑方式31-32
• 3.3.4 激励方式32
• 3.4 试验前的预备工作32-35
• 3.4.1 箱体布点32-34
• 3.4.2 测试系统的参数设置34-35
• 3.5 模态试验及注意事项35-38
• 3.5.1 模态试验35-37
• 3.5.2 注意事项37-38
• 3.6 模态参数的确定38-43
• 3.7 与有限元结果的对比43-44
• 3.8 本章小结44-46
• 第四章 齿轮箱体参数与固有特性关系46-58
• 4.1 箱体参数的相关性分析方法46-47
• 4.2 频率对比47-48
• 4.3 齿轮箱体模型参数修改48-55
• 4.3.1 弹性模量48-50
• 4.3.2 泊松比50-51
• 4.3.3 密度51-52
• 4.3.4 网格52-54
• 4.3.5 单元类型54-55
• 4.4 模型修正结果55-56
• 4.5 本章小结56-58
• 第五章 齿轮箱体动力学建模及分析58-72
• 5.1 齿轮传动系统动力学建模与分析58-67
• 5.1.1 啮合刚度及支撑刚度的计算61-64
• 5.1.2 用Newark法求解64-67
• 5.2 箱体模型修改后的动力学分析67-70
• 5.3 本章小结70-72
• 结论与展望72-74
• 结论72-73
• 展望73-74
• 参考文献74-77
• 攻读学位期间取得的研究成果77-78
• 致谢78

【参考文献】

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本文编号：353849