修形斜齿轮啮合刚度解析模型与系统振动特性研究

发布时间：2023-02-13 18:17

　　齿轮传动具有传动比稳定、传递效率高、结构紧凑、寿命长以及传递速度和功率的范围广等优点,在我国能源、交通、化工、冶金、航空等领域都得到重要研究和使用,是目前使用最广泛的一种机械传动形式。与直齿轮相比,斜齿轮具有更好的啮合性能,更大的传动比,更大的承载能力以及低振动噪声等优点。但是斜齿轮啮合刚度和轮齿误差是三维空间问题,且考虑修形后的啮合刚度计算方法不同于直齿轮,传统的斜齿轮啮合刚度计算方法无法准确获得修形后的斜齿轮啮合刚度。因此建立通用的考虑修形后的斜齿轮啮合刚度解析模型以及斜齿轮传动系统动力学模型是解决问题的关键。本文以某改型涡轴发动机干式机匣齿轮箱为研究对象,建立了考虑修形的高速重载斜齿轮刚度与误差非线性耦合激励解析模型和斜齿轮传动系统混合动力学模型,研究了不同修形方式和刚度与误差耦合激励对系统振动响应的影响规律。主要内容如下:(1)利用ANSYS APDL参数化建模,得到了斜齿轮啮合模型,分考虑轮体变形与不考虑轮体变形两种情况分别求得时变啮合刚度,并与ISO 6336标准对比,作为验证解析法正确的依据。(2)推导出斜齿轮接触线快速计算方法,研究刚度与误差非线性激励耦合机理并建立刚度...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 研究目的与意义
    1.3 齿轮修形和动力学建模国内外研究发展现状
        1.3.1 齿轮修形研究
        1.3.2 齿轮接触分析
        1.3.3 齿轮啮合刚度计算方法
        1.3.4 齿轮动力学建模和振动特性研究
    1.4 本文主要研究内容
2 基于有限元法的斜齿轮时变啮合刚度
    2.1 引言
    2.2 斜齿轮ANSYS参数化建模
        2.2.1 标准齿廓方程
        2.2.2 斜齿轮参数化模型
    2.3 时变啮合刚度和静态传递误差分析
        2.3.1 静态传递误差
        2.3.2 斜齿轮有限元啮合刚度
        2.3.3 啮合刚度和静态传递误差求解
    2.4 本章小结
3 修形斜齿轮啮合刚度与误差非线性耦合解析方法
    3.1 引言
    3.2 齿轮修形原理
        3.2.1 齿廓修形
        3.2.2 齿向修形
    3.3 斜齿轮刚度与误差非线性激励耦合解析模型
        3.3.1 接触线长度与位置计算
        3.3.2 斜齿轮啮合刚度的计算
        3.3.3 模型建立
    3.4 模型验证
        3.4.1 考虑修形前解析模型
        3.4.2 考虑修形后解析模型
    3.5 斜齿轮单齿啮合刚度变化规律
    3.6 修形参数对斜齿轮综合啮合刚度和传递误差的影响
        3.6.1 齿顶修缘
        3.6.2 齿向修鼓
        3.6.3 修螺旋角
    3.7 本章小结
4 修形斜齿轮系统混合动力学模型及振动特性
    4.1 引言
    4.2 斜齿轮传动系统混合动力学模型
        4.2.1 轴段单元
        4.2.2 齿轮啮合单元
        4.2.3 轴承单元
        4.2.4 箱体单元
        4.2.5 斜齿轮传动系统动力学模型
    4.3 斜齿轮系统动力学特性
        4.3.1 考虑箱体柔性系统固有特性和振动响应
        4.3.2 额定工况下系统动力学时域响应
        4.3.3 变转速工况下系统振动响应
        4.3.4 考虑齿廓修形的系统振动响应
        4.3.5 考虑齿向修鼓的系统振动响应
    4.4 考虑修形后的齿轮接触应力
    4.5 斜齿轮传动系统实验研究
        4.5.1 实验目的
        4.5.2 实验台系统组成
        4.5.3 实验流程
        4.5.4 实验结果分析
    4.6 本章小结
5 结论展望
    5.1 结论
    5.2 研究不足与展望
致谢
参考文献
附录
    A.作者在攻读学位期间发表的论文目录
    B.作者在攻读学位期间取得的科研成果目录



本文编号：3742071