三环减速器热弹耦合动力学特性研究

发布时间：2017-05-27 06:20

  本文关键词：三环减速器热弹耦合动力学特性研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：三环减速器是我国科技人员发明的少齿差行星传动装置,该装置原理新颖,有许多优点,比如：传动比大,承载能力强,体积小,结构简单等,但其存在发热严重,振动噪声大的缺点。本文正是考虑了热对三环减速器动力学特性的影响。计算了其输入轴轴承受热后的刚度,并将受热后的刚度作为三环减速器动力学模型输入轴行星轴承的刚度参数。建立三环减速器的动力学模型,将其划分为输入轴、支承轴、输出轴、内齿板子系统,考虑输入轴和支承轴的弹性变形以及齿轮副的弹性变形,建立三环减速器的振动微分方程,将受热后的行星轴承刚度作为输入参数,运用matlab编程求解出齿轮啮合力以及各轴承的载荷,为求三环减速器的温度场提供载荷。建立三环减速器的三维实体模型,运用ANSYS有限元分析软件,约束减速器的底板,求解出三环减速器的固有模态和振型,分析输入转速和固有频率的关系。根据求出的三环减速器的载荷,计算出三环减速器各轴承的发热量,并运用ANSYS软件模拟出整机的温度场,然后求解出齿轮啮合的误差激励、和啮合冲击激励、时变刚度激励等内部激励,考虑了整机的温度场影响,从而得到三环减速器整机的动态响应。结果表明：轴承的刚度受温度影响后会减小；在动态仿真中,行星轴承承受的载荷较大,易损坏；齿轮系统啮合频率、转频均远离系统固有频率,三环减速器不会产生共振现象；在温度场模拟中,发现输入轴的温度最高,对传动的影响最大；箱体频域分析,考虑了箱体的温度场,分析表明齿轮啮合频率对箱体的振动影响较大。
【关键词】：三环减速器 轴承刚度 动力学 固有频率 温度场 响应
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH132.46
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-20
• 1.1 课题研究的背景及意义11
• 1.2 三环减速器动态特性研究的现状11-14
• 1.2.1 三环传动的受力分析理论12-13
• 1.2.2 三环减速器的振动、噪声控制13-14
• 1.2.3 三环传动的润滑和均载14
• 1.3 齿轮系统动态响应研究14-18
• 1.4 本文研究的主要内容18-20
• 第二章 基于ANSYS的圆柱滚子轴承温度场分析20-32
• 2.1 前言20
• 2.2 接触理论基础20-23
• 2.2.1 线接触Hertz理论20-21
• 2.2.2 ANSYS热分析有限元法21-22
• 2.2.3 热分析简介22-23
• 2.3 圆柱滚子轴承的摩擦热量23-25
• 2.3.1 外载荷引起的摩擦热量23-24
• 2.3.2 润滑剂产生的摩擦热量24
• 2.3.3 轴承对流系数24-25
• 2.4 三环减速器的输入轴行星轴承刚度的ANSYS分析25-31
• 2.4.1 三环式传动结构的传动机理25-26
• 2.4.2 三环减速器的参数26
• 2.4.3 三环减速器的输入轴行星轴承的刚度分析26-30
• 2.4.4 圆柱滚子轴承的有限元结构及分析30-31
• 2.5 本章小结31-32
• 第三章 三环减速器的动力学建模32-40
• 3.1 引言32
• 3.2 弹性变形协调条件32-35
• 3.2.1 输入轴处32-34
• 3.2.2 支承轴处34
• 3.2.3 齿轮副处的弹性变形协调条件34-35
• 3.3 三环减速器动力学模型35-39
• 3.3.1 输入轴子系统35-36
• 3.3.2 支承轴子系统36-37
• 3.3.3 内齿板子系统37-39
• 3.4 本章小结39-40
• 第四章 三环传动的动力学仿真及结果分析40-51
• 4.1 引言40
• 4.2 Newmark法的求解过程40-41
• 4.4 三环减速器的仿真结果41-50
• 4.4.1 齿轮啮合力41-42
• 4.4.2 输入轴行星轴承的受力42-45
• 4.4.3 支承轴行星轴承的受力45-46
• 4.4.4 输入轴支承轴承的受力46-48
• 4.4.5 支承轴支承轴承的受力48-50
• 4.4.6 输出轴轴承的受力50
• 4.5 本章小结50-51
• 第五章 三环减速器的模态分析51-59
• 5.1 前言51-52
• 5.2 三环减速器的有限元模型52-58
• 5.2.1 三环减速器网格的划分52-54
• 5.2.2 材料的性质54
• 5.2.3 边界条件处理54
• 5.2.4 模态结果分析54-58
• 5.3 本章小结58-59
• 第六章 基于热弹耦合三环减速器箱体动态响应59-76
• 6.1 前言59
• 6.2 三环减速器的温度场分析59-62
• 6.2.1 三环减速器的有限元模型60
• 6.2.2 温度场模拟60-62
• 6.3 三环减速器的箱体动态激励分析62-67
• 6.3.1 齿轮动力学62-63
• 6.3.2 三环减速器的内外齿的轮齿接触分析63-67
• 6.5 三环减速器受热箱体响应分析67-75
• 6.5.1 计算节点布置68
• 6.5.2 三环减速器受热后系统动态响应分析68-75
• 6.6 本章小结75-76
• 第七章 全文总结76-78
• 7.1 本文的主要工作和成果76
• 7.2 展望76-78
• 参考文献78-83
• 致谢83-84
• 攻读硕士学位期间发表论文情况84

【参考文献】

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