考虑齿轮变刚度的轧机主传动系统动力学研究

发布时间：2023-09-03 20:58

　　轧机是轧钢生产的关键设备,轧机的主传动系统是实现轧制顺利进行的动力源。随着工业技术的发展,轧制设备继续向着大型化、高速化、自动化和高精度方向发展。于此同时,由咬钢冲击产生瞬态扭转振动引起的事故频繁发生。深入开展对轧机主传动系统的动力特性研究,对于提高轧机生产能力,保证安全生产和提高产品质量都有重要意义。 本文结合国内外轧机主传动系统的扭振理论研究,以某钢厂1580 F2轧机主传动系统为对象进行研究,建立了忽略和考虑齿轮啮合时变刚度的主传动系统的动力学模型,把主传动系统抽象成“集中参数系统”,将物理模型简化为无变形的刚性惯量和无惯量的弹性元件,用集中参数法建立了扭振的数学模型。对齿轮的啮合时变刚度按啮合频率进行傅立叶展开,计算出系统扭振的固有频率和主振型,证实本轧机的动力设计是合理的。利用MATLAB软件中的龙格-库塔数值计算技术,求解两种轧机动力学模型在咬入过程中轴段上的动态扭矩响应,得到两种模型下不同咬入时间时的联接轴和上主轴的动态扭矩图,求出扭矩放大系数(TAF),并分别研究分析了齿轮时变刚度、齿轮误差、咬入时间、轧机阻尼比和轧制力矩对主传动系统动力学特性的影响。 针对1580F2...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 轧机主传动系统动力学研究现状
    1.3 振动问题的求解
    1.4 课题研究内容和方法
第2章 轧机主传动系统振动的理论研究
    2.1 齿轮振动力学模型及啮合力分析
    2.2 齿轮啮合刚度的计算
    2.3 模态分析
        2.3.1 固有频率和主振型的引入
        2.3.2 方程的解耦
    2.4 轧机主传动系统的扭振的动态响应
        2.4.1 加载形式的确定
        2.4.2 扭矩放大系数
        2.4.3 阻尼对扭矩放大系数的影响
    2.5 本章小结
第3章 主传动系统扭振模型的建立
    3.1 轴系扭振模型的建立
        3.1.1 忽略齿轮啮合时变刚度的力学模型
        3.1.2 考虑齿轮啮合时变刚度的力学模型
    3.2 转动惯量的计算和等效
        3.2.1 转动惯量的计算
        3.2.2 转动惯量的等效
    3.3 扭转刚度的计算和等效
        3.3.1 扭转刚度的计算
        3.3.2 扭转刚度的等效
    3.4 主传动系统数学模型的建立
    3.5 本章小结
第4章 主传动系统扭振固有频率和主振型
    4.1 直串力学模型的固有频率和主振型仿真
        4.1.1 忽略齿轮啮合时变刚度的直串力学模型
        4.1.2 考虑齿轮啮合时变刚度的直串力学模型
    4.2 分支力学模型的固有频率和主振型仿真
        4.2.1 忽略齿轮啮合时变刚度的分支力学模型
        4.2.2 考虑齿轮啮合时变刚度的分支力学模型
    4.3 对比分析
    4.4 本章小结
第5章 主传动系统动态响应的仿真
    5.1 轧制力矩计算
    5.2 两种模型的外激载荷矩阵
    5.3 联接轴和上主轴的动态扭矩
        5.3.1 忽略齿轮误差时的动态扭矩
        5.3.2 考虑齿轮误差时的动态扭矩
    5.4 忽略阻尼时的扭矩放大系数
        5.4.1 齿轮时变刚度和咬入时间对TAF的影响
        5.4.2 齿轮误差对扭矩放大系数的影响
        5.4.3 轧制力矩对扭矩放大系数的影响
    5.5 考虑阻尼时的扭矩放大系数
    5.6 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢



本文编号：3845767