卷板机齿轮动态响应对齿轮弯曲疲劳和卷板稳定性影响的研究

发布时间：2018-01-09 22:19

本文关键词：卷板机齿轮动态响应对齿轮弯曲疲劳和卷板稳定性影响的研究　出处：《合肥工业大学》2014年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：卷板机作为装备制造的重要设备，其上各部件的工作状态对卷板机的工作寿命和加工精度都有一定程度的影响。作为直接驱动下辊的第二级齿轮传动，动态响应对齿轮本身的疲劳寿命和卷板机的加工精度具有非常重要的影响。常规的齿轮传动系统动力学模型中通常将各种动态特性作为线性参数考虑，这样与实际工作状态有很大偏差，本文综合考虑了齿轮传动系统的多种非线性因素，分析齿轮传动系统动态响应对齿轮弯曲疲劳和卷板机加工精度的影响。首先根据卷板机第二级齿轮传动的几何参数、力学性能参数和运动学参数，综合考虑非线性啮合刚度、啮合阻尼、齿面摩擦以及空载传递误差，，基于振动理论建立了齿轮传动系统的动力学方程。由于齿轮传动系统各种非线性参数的周期性特点，分别进行傅里叶变换，采用谐波平衡法得到了系统的稳态解，表明啮合刚度、啮合阻尼作为时变参数为系统动力学方程引入非线性因素，而齿面摩擦力和空载传递误差作为系统激励引入非线性因素。其次分析齿轮传动系统中的重要动态参数——转速和齿面摩擦系数变化对齿根弯曲应力的影响，在此基础上基于Manson-Coffin定理和断裂力学理论得到了转速和齿面摩擦系数变化对齿根弯曲疲劳裂纹萌生寿命和扩展寿命的影响。由于齿轮转速低，转速变化不如齿面摩擦系数变化对弯曲疲劳寿命的影响显著。再次从齿轮传动系统动态响应的波动和两下辊齿轮转动不同步出发，分析了动态响应对卷板机加工过程中板材进给稳定性和下辊—板材接触点位置的影响，得出了板材进给不稳定程度和下辊板材接触点位置误差随下辊转速不同步程度的增大而增大的结论。
[Abstract]:As an important equipment for equipment manufacturing , the working state of each component has some influence on the working life and processing precision of the rolling mill . As a second - stage gear transmission for directly driving the lower roller , the dynamic response has very important influence on the fatigue life of the gear itself and the processing precision of the plate . In the conventional gear transmission system dynamics model , various dynamic characteristics are considered as the linear parameters , so that the dynamic response to the gear transmission system is greatly deviated from the actual working state , and the influence of the dynamic response of the gear transmission system on the bending fatigue of the gear and the machining precision of the plate rolling machine is comprehensively considered . Firstly , according to the geometric parameters , mechanical property parameters and kinematic parameters of the second - stage gear transmission of the plate rolling mill , the dynamic equation of the gear transmission system is established based on the vibration theory . The dynamic equation of the gear transmission system is established based on the vibration theory , and the harmonic balance method is adopted to obtain the steady - state solution of the system . Secondly , the influence of important dynamic parameter _ rotation speed and tooth surface friction coefficient on tooth root bending stress is analyzed . Based on the Manson - Coffin theorem and fracture mechanics theory , the influence of rotation speed and tooth surface friction coefficient on the crack initiation life and extended life of tooth root bending fatigue crack is obtained . Based on the fluctuation of the dynamic response of the gear transmission system and the non - synchronization of the rotation of the two lower rollers , the influence of the dynamic response on the feeding stability of the plate and the position of the lower roll - plate contact point are analyzed .

【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH132.41

【参考文献】

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1 冷小刚;即尔玉;;摩擦系数对齿轮接触应力分布的影响[J];金属科学与工艺;1987年01期

2 王倩倩;张义民;张振先;蒋跃辉;;齿轮系统随机振动及其传动误差的可靠性及灵敏度分析[J];东北大学学报(自然科学版);2011年12期

3 陈兰;张新洲;孙宇;常欣;杨树田;;大型船用卷板机卷板成形过程的数值模拟[J];锻压技术;2011年05期

4 邢伟荣;;卷板机的现状与发展[J];锻压装备与制造技术;2010年02期

5 欧卫林,王三民,袁茹;齿轮耦合复杂转子系统弯扭耦合振动分析的轴单元法[J];航空动力学报;2005年03期

6 卜锋斌;丁肖良;戴峗;;水平下调式三辊卷板机卷板工艺的数学建模[J];机电设备;2008年03期

7 夏延秋 ,丁津原 ,马先贵 ,韩宁 ,刘维民 ,薛群基;摩擦系数对齿轮接触疲劳寿命的影响[J];机械传动;2002年01期

8 李素有 ,孙智民 ,沈允文;含间隙的斜齿轮副扭振分析与试验研究[J];机械传动;2002年02期

9 周长江,唐进元,吴运新;齿根应力与轮齿弹性变形的计算方法进展与比较研究[J];机械传动;2004年05期

10 陈安华,罗善明,王文明,郭迎福,刘德顺;齿轮系统动态传递误差和振动稳定性的数值研究[J];机械工程学报;2004年04期