动态激励下2K-V型行星传动系统非线性振动特性研究

发布时间：2017-08-17 16:22

  本文关键词：动态激励下2K-V型行星传动系统非线性振动特性研究

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【摘要】：齿轮传动在传动机械设备领域中运用极其广泛,其动态特性对齿轮装置乃至机械行业有着深远的影响。齿轮传动机构正趋向于高精化、系统化、高效化及高稳态化的方向发展,降噪减振是长久以来专家学者重点关注的前沿问题。本文以2K-V型行星传动系统作为主要研究机构,运用轮齿啮合原理、非线性动力学原理及数值解析方法,从各种动态激励因素角度考虑,针对2K-V型行星传动系统的运动性能和振动特性的分析,对提升我国机械传动领域的整体水平具有深刻的指导作用和理论意义。论文主要研究内容如下所述:(1)针对2K-V型行星传动机构的工作原理作简要介绍,对2K-H型、K-H-V型和2K-V型行星传动系统进行传动比计算和传动效率分析,并着重针对2K-V型行星传动系统中的太阳轮、行星轮、摆线轮及其行星架等构件受力进行分析,得到每个构件的受力情况。(2)以2K-V型行星传动系统作为重点研究机构,把整体系统转化为集中质量系统模型,建立其非线性全局耦合振动模型。基于物理结构模型,采用Lagrange原理和广义坐标理论构建系统动态微分方程。在此基础上,针对时变啮合刚度、时变齿轮阻尼、综合误差和齿面摩擦等强非线性参量建立动态激励下非线性全局耦合振动方程模型,同时,对整体方程进行无量纲化转换,得到2K-V型行星传动系统的无量纲化振动微分方程。(3)运用SimulationX软件构建基于物理对象的多因素全局系统动力学仿真模型,并且分析包括齿轮刚度激励、阻尼激励及误差激励等在内的振动因素在不同状态下引起整体行星系统的运动特性变化,分析不同激励对行星系统运动特性的影响。(4)运用Runge-Kutta数值积分法对2K-V型行星传动系统非线性动态微分方程组进行精确求解,采用时间历程曲线、速度关系图、相图轨迹以及庞加莱截面等分析2K-V型行星齿轮传动系统在不同工况下的振动位移和振动速度响应特性,并探究在综合误差、齿轮刚度、啮合频率和轮齿间隙激励变化条件下,系统对这些动态激励的振动响应特性。
【关键词】：行星传动系统 非线性振动 集中质量法 动态激励
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH132.41
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-14
• 1.1 引言8
• 1.2 国内外研究现状8-11
• 1.2.1 行星传动系统研究8-9
• 1.2.2 非线性振动研究9-10
• 1.2.3 建模及仿真方法研究10-11
• 1.3 课题来源11-12
• 1.4 论文的研究意义和目的12
• 1.5 论文的研究内容12-13
• 1.6 本章小结13-14
• 2 2K-V型行星传动机构的原理分析14-24
• 2.1 引言14
• 2.2 行星传动的基本结构14-15
• 2.3 行星传动的传动比计算15-17
• 2.3.1 K-H-V型行星传动的传动比计算15-16
• 2.3.2 2K-H型行星传动的传动比计算16-17
• 2.3.3 2K-V型传动的传动比计算17
• 2.4 行星传动机构的受力情况17-20
• 2.4.1 太阳轮的受力分析18
• 2.4.2 行星轮的受力分析18-19
• 2.4.3 摆线轮的受力分析19-20
• 2.4.4 行星架的受力分析20
• 2.5 行星传动的传动效率20-23
• 2.5.1 2K-H型行星传动的传动效率20-21
• 2.5.2 2K-V型行星传动的传动效率21-23
• 2.6 本章小结23-24
• 3 系统动态模型的建立与分析24-48
• 3.1 引言24-25
• 3.2 系统振动因素分析25-30
• 3.2.1 时变啮合刚度25-26
• 3.2.2 时变啮合阻尼26-27
• 3.2.3 综合传递误差27
• 3.2.4 齿轮间隙27-28
• 3.2.5 齿面滑动摩擦28-30
• 3.3 行星传动系统非线性动态模型30-31
• 3.4 系统振动耦合微分方程31-43
• 3.4.1 构件运动学分析32-33
• 3.4.2 构件间相对位移分析33-35
• 3.4.3 系统振动微分方程的建立35-43
• 3.5 无量纲化方程43-47
• 3.6 本章小结47-48
• 4 基于SIMULATION X的 2K-V型行星传动系统运动特性分析48-56
• 4.1 引言48
• 4.2 SIMULATIONX软件概述48-49
• 4.3 2K-V型行星传动系统仿真模型建立49-50
• 4.4 2K-V型行星传动系统仿真与运动特性分析50-55
• 4.4.1 齿轮传递误差对系统运动特性响应51-53
• 4.4.2 啮合刚度对系统运动特性响应53-54
• 4.4.3 啮合阻尼对系统运动特性响应54-55
• 4.5 本章小结55-56
• 5 动态激励对系统非线性振动特性分析56-68
• 5.1 引言56
• 5.2 非线性振动方程的求解56-58
• 5.2.1 非线性振动微分方程的求解方法56-57
• 5.2.2 Runge-Kutta数值法求解57-58
• 5.3 动态激励对非线性振动特性的响应58-67
• 5.3.1 综合误差对系统振动特性的响应58-60
• 5.3.2 啮合刚度对系统振动特性的响应60-62
• 5.3.3 啮合频率对系统振动特性的响应62-65
• 5.3.4 齿轮间隙对系统振动特性的响应65-67
• 5.4 本章小结67-68
• 6 结论与展望68-70
• 6.1 研究结论68-69
• 6.2 工作展望69-70
• 致谢70-72
• 参考文献72-75

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本文编号：689961