重型齿轮传动轮体振动与减振技术研究

发布时间：2018-03-05 12:41

  本文选题：齿轮　切入点：轮体　出处：《哈尔滨工业大学》2011年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：齿轮传动是机械传动中最重要的传动形式之一,广泛应用于航空航天、机械电子、汽车、纺织等各个方面,然而齿轮传动原理和制造安装误差等原因不可避免的会引起齿轮振动,并向外辐射噪声。随着科学技术的飞速发展,对齿轮传动提出了更高的要求,解决齿轮传动振动问题变得日趋迫切。本文在广泛吸收国内外关于齿轮传动减振降噪技术的基础上,通过理论分析,借助三维软件UG,编程软件VB,MATLAB,和有限元软件ANSYS等,建立了分析齿轮传动轮体振动的方法和软件,并完成了不同阻尼形式和阻尼参数对轮体振动影响的分析。 首先,将齿轮传动系统作为弹性的机械振动系统,以振动理论为基础分析了齿轮传动产生振动的原因和减振降噪原理。通过现有理论分析齿轮各个参数对振动的影响,总结归纳了重型齿轮传动的常用结构形式(包括轮齿和轮体)。确定重型齿轮减振降噪的常用结构形式,包括自由阻尼结构、约束阻尼结构和灌注阻尼结构。并根据这几种结构形式确定阻尼材料对系统结构阻尼的影响,借助MATLAB编程计算不同阻尼形式下系统的结构阻尼值。 然后,借助三维实体造型软件UG实现对单独齿轮、齿轮啮合传动和齿轮轮体(包括无阻尼和有阻尼两类结构形式)的三维参数化建模,实现UG的二次开发,满足本文后续分析需要。同时,在满足齿轮设计分析人员对齿轮结构形式要求的前提下,大大的减少了设计时间。 最后,为了便于观察齿轮轮体的振动情况,对齿轮进行简化,轮齿部分以分度圆柱面代替。借助有限元软件ANSYS对齿轮和齿轮轮体(简化后的齿轮)进行动态特性分析,结果表明两者的固有特性基本相同,证明这种简化的可行性。借助有限元软件ANSYS/LS Dyna进行齿轮传动的动力学分析,模拟齿轮传动的运动过程,计算输出齿轮传动的动态接触力,并将此接触力作为激振力作用在简化后的齿轮轮体上,分析齿轮轮体在添加阻尼前后的振动情况。在此过程中一并完成齿轮传动轮体动力学分析平台的开发,实现了从齿轮的设计到轮体振动分析的系统软件开发,整个分析系统具有实用性,通用性和准确性,为重型齿轮的设计分析带来方便。
[Abstract]:Gear transmission is one of the most important transmission form in the mechanical transmission, widely used in aerospace, machinery and electronics, automobile, textile and other aspects, and inevitably, gear transmission principle and the manufacture and installation errors will cause the gear vibration and acoustic radiation. With the rapid development of science and technology, put forward higher requirements to solve the vibration problem of gear transmission, transmission gear is becoming more and more urgent. Based on the extensive absorption at home and abroad on the gear vibration and noise reduction on the basis of technology, through theoretical analysis, with the help of UG software, programming software VB, MATLAB, and ANSYS finite element software, established the analysis method and software of gear wheel vibration. And completed the analysis of the influence of different damping form and parameters of wheel body vibration.
First of all, the gear transmission system as an elastic system of mechanical vibration, the vibration theory and reduction principle analyzing gear vibration. Through the theoretical analysis of the influence of various parameters of gear vibration, summarizes the common structures of heavy gear (including tooth and wheel body) used to determine the structure. Heavy gear vibration and noise reduction, including free damping, damping structure and damping structure. Perfusion and to determine the effect of damping materials on the damping system structure according to the structure of several forms, with MATLAB programming calculation of structural damping system under different damping form values.
Then, with the help of 3D solid modeling software UG to realize the single gear, gear drive and gear wheel body (including with and without damping of two structure forms) of the three-dimensional parametric modeling, two development and implementation of UG, this paper further analysis needs to meet. At the same time, to meet the analysis of gear design requirements on the premise of personnel form the gear structure, greatly reducing the design time.
Finally, in order to observe the vibration of the gear wheel, the gear is simplified, the tooth part to reference cylinder instead. Using the finite element software ANSYS on the gear and the gear wheel body (simplified gear) dynamic analysis, results show that the inherent characteristics of both the same base, prove the feasibility of this simplified analysis. The dynamics of gear transmission by means of finite element software ANSYS/LS Dyna, the movement process simulation of gear transmission, dynamic contact force calculation of the output gear, and the contact force as the exciting force in the simplified gear wheel, gear wheel body analysis in vibration damping and added platform analysis. Gear wheel body dynamics together with the completion of this process, realize the development of software system analysis to round body vibration from the gear design, the whole system is practical, universal and The accuracy is convenient for the design and analysis of heavy gear.

【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TH132.41

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本文编号：1570273