复合行星齿轮—主轴转子系统扭转振动分析研究

发布时间：2017-08-23 11:40

  本文关键词：复合行星齿轮—主轴转子系统扭转振动分析研究

  更多相关文章： 复合行星齿轮系统 扭转振动 动力学特性 均载系数 参数区间化

【摘要】：复合行星齿轮传动系统能够承受更大的载荷、实现更多的档位与传动比,已被广泛的应用于车辆变速器中。但因复合行星齿轮传动系统的结构十分复杂,较一般齿轮传动系统,影响其动力学特性的因素更多,其振动与噪声问题也更为严重。因此,对含有复合行星齿轮的动力传动系统的振动研究越来越受到关注,其中扭转振动作为引起系统振动的主要因素,对其进行针对性的研究是十分有必要的。目前对含复合行星齿轮的动力传动系统的扭振研究还处于起步阶段,其主要集中于定结构参数的系统固有特性以及简单线性动力学特性研究。因而,建立含有复合行星齿轮的传动系统的扭振动力学模型,深入研究其动力学特性,剖析复合行星齿轮对传动系统扭转振动的影响机理,对抑制系统振动、减小噪声,提高传动系统可靠性与稳定性具有重要意义。本论文基于“某综合传动系统高转速传动系统转子动力学分析技术研究”的子课题“齿轮转子系统扭转振动分析技术研究”,以综合传动系统变速器中的复合行星齿轮-主轴转子系统为研究对象,在考虑系统多种内部激励与外部激励的作用下,从动力学的角度出发,对系统的扭振进行了深入研究,本论文主要进行了如下内容的研究工作:(1)采用集中质量法建立了复合行星齿轮-主轴转子系统的扭振动力学模型,模型中考虑了系统齿轮的时变啮合刚度、齿侧间隙、综合啮合误差以及外界发动机激励等重要影响因素。同时给出了系统齿轮的时变啮合刚度、齿侧间隙、综合啮合误差以及外界发动机激励等因素的数学描述。(2)对复合行星齿轮-主轴转子系统的扭转振动模型进行了特征值、特征向量的求解计算,得到了系统的固有频率与振型坐标,同时分析了系统存在的振动模式。对系统模型的动态响应求解方法进行了分析,并利用数值积分法求取了系统在内外激励作用下的动态响应,为系统进行内外激励耦合机理、均载系数求解、轮齿副啮合冲击等研究奠定了基础。(3)在对所建扭振动力学模型固有特性研究的基础之上,给出了固有频率对系统结构参数相对灵敏度的计算方法,并研究了各种振型下,系统灵敏度的分布特点。在灵敏度分析的基础上,研究了系统固有频率随结构参数变化而出现的模态跃迁与轨迹相交现象。最后在定参数系统固有特性分析的基础上,推导了结构参数区间化时,系统固有频率的计算方法。研究了设计参数区间化与系统固有频率最大波动范围的相互关系,对更好的进行系统动态设计具有重要意义。(4)在所建系统动力学微分方程及其动态响应分析的前提下,分析了复合排轮齿啮合力中内外激励在频域上的相互耦合机理,并通过数值计算结果进行了理论验证。在对系统激励频率耦合机理分析的基础上,求取了系统内外复杂激励作用下系统的扭转临界转速。同时对系统不同工况与转速下的均载系数进行了计算,并分析研究了偏心误差以及齿形误差对系统均载系数的影响。最后通过对系统轮齿啮合力的分析,得到了系统在不同工况与转速下各类齿轮副的啮合冲击状态。
【关键词】：复合行星齿轮系统 扭转振动 动力学特性 均载系数 参数区间化
【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3-5
• 英文摘要5-9
• 1. 绪论9-17
• 1.1. 论文研究背景及意义9-10
• 1.2. 传动系统扭转振动研究现状10-11
• 1.3. 行星齿轮系统动力学研究现状11-15
• 1.4. 复合行星轮系研究现状15-16
• 1.5. 本文研究内容16-17
• 2. 复合行星齿轮—主轴转子系统的扭振动力学建模17-31
• 2.0. 引言17
• 2.1 行星复合齿轮-主轴转子系统扭振动力学模型17-23
• 2.1.1. 行星复合齿轮-主轴转子系统扭振力学模型17-21
• 2.1.2. 各部件相互作用弹性变形分析21-22
• 2.1.3. 复合行星齿轮-主轴转子系统动力学微分方程22-23
• 2.2. 系统扭振内外激励参数分析23-29
• 2.2.1. 时变啮合刚度23-25
• 2.2.2. 综合啮合误差25-27
• 2.2.3. 齿侧间隙27-28
• 2.2.4. 外界激励28-29
• 2.3. 其他扭转振动模型参数计算29-30
• 2.4. 本章小结30-31
• 3. 系统扭转振动固有特性及动态响应计算31-45
• 3.1. 引言31
• 3.2. 系统固有特性分析31-35
• 3.2.1. 系统固有频率及振型的计算方法31-32
• 3.2.2. 系统固有特性分析32-35
• 3.3. 系统扭转振动动态响应分析计算35-43
• 3.3.1. 系统动力学方程求解36-38
• 3.3.2. 数值积分初值计算38-39
• 3.3.3. 外界恒载工况的动力学响应39-42
• 3.3.4. 考虑发动机激励的动力学响应42-43
• 3.4. 本章小结43-45
• 4. 系统结构设计参数对系统扭振固有特性的影响45-61
• 4.1. 引言45
• 4.2. 系统固有频率的灵敏度计算与分析45-50
• 4.2.1. 系统固有频率灵敏度的计算方法45-47
• 4.2.2. 系统固有频率灵敏度分析47-50
• 4.3. 系统扭振固有特性的模态跃迁和轨迹相交分析研究50-54
• 4.3.1. 主轴转子系统轴段刚度对频率轨迹的影响50-53
• 4.3.2. 行星复合排齿轮啮合刚度对频率轨迹的影响53-54
• 4.4. 基于参数不确定的系统扭振固有特性分析54-60
• 4.4.1. 参数不确定模态分析计算方法55-56
• 4.4.2. 系统参数区间化对系统固有频率的影响56-60
• 4.5. 本章小结60-61
• 5. 复杂激励下系统扭振频域特征研究及传动稳定性分析61-79
• 5.1. 引言61
• 5.2. 扭振系统内外激励频率耦合机理及特征分析61-70
• 5.2.1. 系统啮合力激励频率耦合机理61-63
• 5.2.2. 啮合力及轴段剪切力频谱分析63-68
• 5.2.3. 内外复杂激励下的系统扭振临界转速预测68-70
• 5.3. 复合行星齿轮—主轴转子系统均载系数分析70-75
• 5.3.1. 系统均载系数计算71-72
• 5.3.2. 不同工况下系统的均载系数72-74
• 5.3.3. 制造误差对均载系数的影响74-75
• 5.4. 轮齿啮合力冲击分析75-78
• 5.5. 本章小结78-79
• 6. 总结与展望79-81
• 6.1. 全文总结79-80
• 6.2. 展望80-81
• 致谢81-83
• 参考文献83-89
• 附录89

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 杜宗潆;;行星齿轮浅谈(上)[J];微特电机;2012年08期

2 邱阮琪;两速行星齿轮[J];机床;1979年05期

3 李元燮;;行星齿轮装置的动态载荷平衡的测定方法及其有关问题的探讨(一)[J];光学机械;1985年05期

4 张景书;;行星齿轮支承垫圈的自制[J];汽车技术;1989年03期

5 朱元,田光宇,陈全世,夏群生,吴昊;行星齿轮结构的混合动力汽车的系统效率[J];汽车工程;2004年03期

6 徐伟城;姜蕾;王振发;;浅谈行星齿轮摆环箱的设计原理及应用[J];机械研究与应用;2008年03期

7 李武敬;;行星齿轮球面磨削机构[J];机械工人.冷加工;1988年09期

8 郭海风，张丽;双联行星齿轮对齿技术[J];山西机械;1994年01期

9 贾振华;;分析行星齿轮变速机构传动的矩阵方法[J];拖拉机与农用运输车;2006年04期

10 肖敏;孙逸华;;两种计算行星齿轮机构传动比方法的联合应用[J];机械;2008年05期

中国重要会议论文全文数据库 前7条

1 杨U_梁;;行星齿轮变速机构方案设计的杠杆分析法[A];12省区市机械工程学会2006年学术年会湖北省论文集[C];2006年

2 张立军;朱文栋;;基于纯扭转模型的行星齿轮系统固有振动特性仿真分析[A];2013中国汽车工程学会年会论文集[C];2013年

3 曹红斌;竺春光;包文海;;汽车用行星齿轮座的开发[A];第五届海峡两岸粉末冶金技术研讨会论文集[C];2004年

4 郑明华;;行星齿轮增速器在轴伸贯流机的应用[A];福建省科学技术协会第七届学术年会分会场——提高水力发电技术 促进海西经济建设研讨会论文集[C];2007年

5 袁海林;;行星齿轮减速电机组件[A];第十二届中国小电机技术研讨会论文集[C];2007年

6 申忠印;王斌修;;行星齿轮模锻新型组合电极的设计[A];第15届全国特种加工学术会议论文集（上）[C];2013年

7 虞培清;王则胜;;行星齿轮差速器对提高卧式螺旋离心机性能的技术作用[A];面向制造业的自动化与信息化技术创新设计的基础技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 杨立森;液力行星齿轮轮系动力学分析[D];哈尔滨工业大学;2015年

2 林旭;基于ANSYS的立磨行星齿轮系统柔性特征分析[D];沈阳建筑大学;2014年

3 司媛媛;行星齿轮装置的参数优化与零件的参数化模型研究[D];河南理工大学;2014年

4 魏井岗;汽车差速器均载装置设计研究[D];重庆大学;2015年

5 胡晓;强噪声背景下行星齿轮故障诊断研究[D];中国矿业大学;2016年

6 曾志鹏;复合行星齿轮—主轴转子系统扭转振动分析研究[D];重庆大学;2016年

7 齐寅明;盾构刀盘驱动三级行星齿轮系统动力学分析[D];重庆大学;2013年

8 沈稼耕;计入啮合相位的人字齿行星齿轮系统动力学研究[D];南京航空航天大学;2014年

9 刘雪艳;基于ANSYS的渐开线直齿行星齿轮有限元分析[D];西北农林科技大学;2009年

10 茅列前;基于增量谐波平衡法的行星齿轮系统动力学特性研究[D];东北大学;2013年

，

本文编号：724859