颗粒表面物理特性对高速重载齿轮传动减振特性影响研究

发布时间：2023-03-03 22:48

　　齿轮传动因时变啮合刚度产生的振动和噪声会对设备的寿命和人员的健康产生很大的影响。通过在齿轮中配置颗粒阻尼器,在齿轮传动时,由于阻尼器中的颗粒间会产生非弹性碰撞和摩擦,因此可以耗散掉齿轮因振动产生的能量。当多个颗粒在一起进行相对运动时,其离散的特性会使其表现出不同于其他介质的独特性质。颗粒间进行相对运动时,由于颗粒的恢复系数及摩擦系数的取值不同,会对颗粒与颗粒之间的微观特性、颗粒系统的宏观特性产生很大的影响。本文建立了配置有阻尼器的齿轮系统动力学模型。研究了在离心场中不同转速和负载的条件下颗粒阻尼器的性能。分析了诸如恢复系数和摩擦系数之类的表面特性对阻尼效应的影响,并运用离散元法(DEM)获得总能量的损失。研究表明,颗粒阻尼器有效减小了齿轮传动中由时变啮合刚度引起的振动,并且在不同工况下得到了最佳的恢复系数和摩擦系数。通过构建齿轮传动实验台,使用三向无线加速度传感器测量从动齿轮和主动齿轮的振动,研究结果和仿真结果相符。在摩擦系数一定时,当处于相对高的速度时,较小的恢复系数可以达到更好的减振效果。当恢复系数一定时,在相对高的转速下,能量的耗散随着摩擦系数的增加而上升,之后会有一定下降。该结...

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 齿轮传动减振研究现状及分析
        1.2.1 齿轮的主动减振
        1.2.2 齿轮的被动减振
    1.3 颗粒阻尼研究现状
        1.3.1 颗粒阻尼国内研究现状
        1.3.2 颗粒阻尼技术国外研究现状
    1.4 离散元法
    1.5 颗粒表面特性对减振的影响
        1.5.1 恢复系数的研究及现状分析
        1.5.2 摩擦系数的研究及现状分析
            1.5.2.1 滑动摩擦系数的研究及现状分析
            1.5.2.2 滚动摩擦系数的研究及现状分析
    1.6 研究内容
第二章 齿轮时变啮合刚度产生的激励的确立
    2.1 齿轮的时变啮合刚度对齿轮传动系统的影响
    2.2 齿轮的时变啮合刚度激励的确定
    2.3 本章小结
第三章 离心场中齿轮-颗粒系统离散元建模
    3.1 齿轮等效参数的确定
    3.2 离散元模型的建立
        3.2.1 离散元法理论基础
        3.2.2 颗粒接触模型
        3.2.3 离散元法求解过程
    3.3 颗粒系统耗能计算
        3.3.1 时间步长的确定
        3.3.2 颗粒碰撞的耗能分析
    3.4 本章小结
第四章 不同转速下颗粒表面特性对齿轮传动阻尼效应的影响
    4.1 摩擦系数为0.1时,不同转速下恢复系数对系统耗能的影响
    4.2 摩擦系数为0.3时,不同转速下恢复系数对系统耗能的影响
    4.3 摩擦系数为0.5时,不同转速下恢复系数对系统耗能的影响
    4.4 摩擦系数为0.7时,不同转速下恢复系数对系统耗能的影响
    4.5 不同转速下,颗粒表面不同恢复系数总能耗的对比
    4.6 不同转速下,颗粒表面不同摩擦系数总能耗的对比
    4.7 本章小结
第五章 不同负载下颗粒表面特性对齿轮传动阻尼效应的影响
    5.1 负载为10N·m时,不同转速下颗粒表面特性对系统耗能的影响
    5.2 负载为20N·m时,不同转速下颗粒表面特性对系统耗能的影响
    5.3 负载为40N·m时,不同转速下颗粒表面特性对系统耗能的影响
    5.4 负载为80N·m时,不同转速下颗粒表面特性对系统耗能的影响
    5.5 不同负载条件下,颗粒表面特性对系统耗能的影响
    5.6 本章小结
第六章 实验验证
    6.1 恢复系数的实验验证
    6.2 摩擦系数的实验验证
第七章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果



本文编号：3753255