直齿齿轮传动多柔体系统动力学研究

发布时间：2017-06-22 13:14

  本文关键词：直齿齿轮传动多柔体系统动力学研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在多体系统动力学的框架下提出了一种研究考虑弹流润滑条件下的直齿轮啮合关节的耦合效应的计算方法。该直齿轮啮合多体系统采用绝对坐标方法建立动力学模型，其中刚性构件采用刚体的自然坐标方法（NCF）的绝对坐标方法建模，柔性构件采用绝对节点坐标方法（ANCF）建模。采用时变参数弹簧振子力学模型，，对圆柱直齿轮副和圆锥直齿轮副关节建模。为计算齿轮在其啮合线上啮合力，通过Chaari公式计算得到齿轮时变啮合刚度、时变阻尼和静态传递误差。垂直于啮合线方向的滑移摩擦力由含考虑_>流润滑（EHD）条件的时变摩擦系数的摩擦模型计算得到。基于有限宽轴承的假设，将支撑该齿轮啮合系统的圆柱副的_>流润滑情况考虑在内。圆柱副中的润滑压力通过有限差分法求解雷诺方程得到。根据所提出的计算方法，开展的主要研究工作如下： 1.探究了直齿轮副和圆柱副的多体系统动力学建模方法。将直齿轮啮合参数对多体系统的动态响应的影响进行了对比研究。 2.进一步研究了齿轮副的关节效应对具有弹流润滑条件的圆柱副的曲柄摇杆多体系统的动态响应的影响，仿真的结果与已有相关文献结果一致。 3.最后，对含有同步锥齿轮的环形可展天线的展开动力学进行了研究。建立了天线以及实际地面展开实验平台中的悬挂装置的刚柔耦合多体系统动力学模型，考虑了同步锥直齿轮副的关节效应，得到的一些数值仿真结果能够和地面实验结果吻合，但是也发现了现有仿真模型中存在的不足。在将来的研究工作中对不足之处进行完善。
【关键词】：齿轮传动机构 绝对节点坐标方法 时变啮合刚度 滑动摩擦力 弹流（EHD）润滑 展开动力学
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH132.41
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 课题来源、研究背景9-10
• 1.1.1 课题来源9
• 1.1.2 研究背景9-10
• 1.2 国内外研究概况10-15
• 1.2.1 齿轮传动动力学研究概述10-12
• 1.2.2 液动力润滑理论研究概述12-13
• 1.2.3 多体动力学国内外研究概况13-15
• 1.3 本文研究内容与组织结构15-16
• 1.3.1 研究内容15
• 1.3.2 本文的体系结构15-16
• 1.4 本章小结16-17
• 第二章 基于绝对节点坐标方法的直齿轮传动系统建模方法17-25
• 2.1 绝对节点坐标方法介绍17-22
• 2.1.1 基于自然坐标方法描述的刚体单元17-19
• 2.1.2 基于绝对节点坐标方法描述的完整梁单元19-20
• 2.1.3 基于绝对节点坐标法的 20 节点三维六面体单元20-22
• 2.2 齿轮传动系统动力学模型22-24
• 2.3 本章小结24-25
• 第三章 基于绝对坐标描述的直齿轮副和圆柱副模型25-38
• 3.1 直齿轮副关节模型25-32
• 3.1.1 直齿圆柱齿轮时变啮合刚度的计算27-30
• 3.1.2 啮合力计算30-32
• 3.2 圆柱副中的弹流（EHD）润滑压力的数学模型32-36
• 3.2.1 SOR 迭代法及收敛准则35
• 3.2.2 轴承油膜反力35-36
• 3.3 动力学方程的建立36
• 3.4 本章小结36-38
• 第四章 数值算例38-61
• 4.1 直齿轮的时变啮合刚度38-40
• 4.2 齿轮传动的动态传递误差研究40-43
• 4.3 齿轮驱动的曲柄摇杆机动力学研究43-51
• 4.4 含同步齿轮的环形可展天线桁架的展开动力学研究51-61
• 4.4.1 环形可展天线桁架模型介绍51-56
• 4.4.2 展开动力学分析56-61
• 第五章 结论61-63
• 5.1 主要研究结论61-62
• 5.2 研究展望62-63
• 参考文献63-69
• 攻读学位期间发表论文69-70
• 致谢70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 邓晓龙;刘国庆;;基于TYCON的变速箱动力学仿真[J];机械传动;2007年04期

2 李润方,韩西,林腾蛟,钟厉;齿轮系统耦合振动的理论分析与试验研究[J];机械工程学报;2000年06期

3 张锁怀,李忆平,丘大谋;齿轮耦合的转子-轴承系统非线性动力特性的研究[J];机械工程学报;2001年09期

4 吕延军,虞烈,刘恒;基于Reynolds边界的滑动轴承动力学系数的计算及应用[J];摩擦学学报;2004年01期

5 王庚祥;刘宏昭;;多体系统动力学中关节效应模型的研究进展[J];力学学报;2015年01期

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1 田强;基于绝对节点坐标方法的柔性多体系统动力学研究与应用[D];华中科技大学;2009年

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本文编号：471934