考虑随机装配间隙的螺旋锥齿轮副非线性动力学研究

发布时间：2017-10-09 04:30

  本文关键词：考虑随机装配间隙的螺旋锥齿轮副非线性动力学研究

  更多相关文章： 螺旋锥齿轮 间隙非线性动力学 时变啮合刚度 Lyapunov指数 混沌指数

【摘要】：作为齿轮传动系统中最为复杂的一种,螺旋锥齿轮因其具有工作平稳、重载、高效率等优点而广泛应用于航空航天、轮船、汽车等领域。由于螺旋锥齿轮副的动态性能对于整个传动系统性能的影响是巨大的,所以本文对螺旋锥齿轮系统进行分析,建立考虑时变啮合刚度、齿侧间隙等多个因素的动力学模型,并对模型的动态特性进行求解和分析,为螺旋锥齿轮齿侧间隙的选择提供了一个理论依据,以保证螺旋锥齿轮齿轮有较好的动态性能。本文围绕先进直升机减速器研发项目,以螺旋锥齿轮传动系统为研究对象,建立了弯-扭-轴多方向振动耦合模型,对其中的参数进行分析,考虑了各种动态激励,并把模型去量纲化,并且为了方便对模型求解以及对响应结果数据处理,对该模型进行了一定的简化。通过数值解法求解出系统方程的固有特性,并将其与在三维软件中建立的螺旋锥齿轮三维模型的固有特性进行对比,验证所建立微分方程组的有效性。引入了四阶Runge-Katta方法对非线性方程进行求解。对于一批螺旋锥齿轮,每个都有不同的齿侧间隙,且间隙值都是随机分布的,故本文对螺旋锥齿轮间隙非线性方程求解出的结果引入随机装配间隙方法,在保证螺旋锥齿轮副有稳定响应结果的基础上,通过系统的混沌指数发现了间隙均值与方差的关系,从而可以为装配间隙均值匹配合适的临界方差,保证整批螺旋锥齿轮副的动态性能。
【关键词】：螺旋锥齿轮 间隙非线性动力学 时变啮合刚度 Lyapunov指数 混沌指数
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH132.41
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-15
• 第一章 绪论15-20
• 1.1 选题的背景及研究意义15-16
• 1.1.1 选题的背景15-16
• 1.1.2 题目的来源16
• 1.1.3 选题的意义16
• 1.2 国内外研究概况16-19
• 1.2.1 齿轮系统动力学研究进展16-17
• 1.2.2 螺旋锥齿轮系统动力学研究进展17-19
• 1.3 本文的主要研究内容19-20
• 第二章 螺旋锥齿轮间隙非线性动力学建模及分析20-33
• 2.1 引言20
• 2.2 螺旋锥齿轮动力学建模方法及分类20-22
• 2.2.1 螺旋锥齿轮动力学建模方法20-21
• 2.2.2 螺旋锥齿轮动力学模型分类21-22
• 2.3 建立螺旋锥齿轮传动系统动力学模型22-24
• 2.4 等效质量、等效刚度及等效阻尼24-26
• 2.4.1 弯曲振动方向24
• 2.4.2 轴向振动方向24-25
• 2.4.3 扭转振动方向25-26
• 2.5 螺旋锥齿轮系统轮齿啮合阻尼与啮合刚度26-27
• 2.5.1 螺旋锥齿轮系统轮齿啮合刚度26-27
• 2.5.2 螺旋锥齿轮系统轮齿啮合阻尼27
• 2.6 螺旋锥齿轮系统动态激励分析27-29
• 2.6.1 螺旋锥齿轮系统外部激励27-28
• 2.6.2 螺旋锥齿轮系统刚度激励28
• 2.6.3 螺旋锥齿轮系统误差激励28-29
• 2.7 螺旋锥齿轮间隙非线性动力学方程29-32
• 2.8 本章小结32-33
• 第三章 螺旋锥齿轮系统固有特性分析33-40
• 3.1. 引言33
• 3.2 螺旋锥齿轮副固有频率和固有振型33-39
• 3.2.1 螺旋锥齿轮固有特性数值计算33-36
• 3.2.2 螺旋锥齿轮系统固有特性有限元分析36-38
• 3.2.3 两种方法分析结果对比38-39
• 3.3 本章小结39-40
• 第四章 考虑间隙的螺旋锥齿轮非线性系统动态特性求解和分析40-73
• 4.1 引言40
• 4.2 螺旋锥齿轮系统振动响应求解与分析方法40-47
• 4.2.1 非线性动力学求解方法40-43
• 4.2.2 非线性动力学响应局部分析方法43-45
• 4.2.3 非线性动力学响应全局分析方法45-47
• 4.3 参数变化对螺旋锥齿轮传动系统运动特性的影响47-70
• 4.3.1 载荷比对非线性系统运动特性的影响48-54
• 4.3.2 阻尼比对非线性系统运动特性的影响54-59
• 4.3.3 齿频比对非线性系统运动特性的影响59-65
• 4.3.4 间隙对非线性系统运动特性的影响65-70
• 4.4 混沌的定义及通往混沌的途径70-72
• 4.4.1 混沌的定义70
• 4.4.2 螺旋锥齿轮系统通往混沌的途径70-72
• 4.5 本章小结72-73
• 第五章 随机装配间隙螺旋锥齿轮副非线性动力学研究73-84
• 5.1 引言73
• 5.2 产生随机数73-74
• 5.3 螺旋锥齿轮随机装配间隙非线性特性研究74-83
• 5.3.1 装配间隙方差对系统特性的影响75-79
• 5.3.2 装配间隙均值和临界方差的关系79-83
• 5.4 本章小结83-84
• 第六章 总结与展望84-86
• 6.1 全文总结84-85
• 6.2 不足与展望85-86
• 参考文献86-91
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况91

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本文编号：998202