高速重载齿轮传动系统稳定性研究
本文选题:高速重载齿轮传动系统 + 稳定性 ; 参考:《大连理工大学》2012年硕士论文
【摘要】:高速重载齿轮需要承受较高的载荷,运行速度高,工况复杂,而且齿轮系统中时变啮合刚度、传递误差、齿侧间隙等非线性因素影响,齿轮传动中出现复杂的非线性动力学现象,如混沌和分岔等。高速重载齿轮的传动稳定性是一个重要的问题,研究参数对稳定性的影响机制具有较大的理论价值和实际意义。 本文以高速动车牵引齿轮传动系统为研究对象,研究高速重载齿轮传动系统的稳定性问题。主要工作如下: (1)研究齿轮传动系统的建模方法,根据高速动车牵引齿轮传动系统的特点,建立了斜齿轮弯-扭-轴非线性动力学模型。综合考虑了影响系统稳定性的非线性因素,主要有时变啮合刚度、传递误差和齿侧间隙等,建立系统微分方程并进行无量纲化,为高速重载齿轮传动系统稳定性研究提供基础。 (2)研究齿轮系统参数对动力稳定性的影响。研究系统的固有特性,求解无阻尼线性自由振动系统的固有频率,分析重合度、支承刚度、啮合阻尼和齿侧间隙对系统动态传递误差的影响,分析其影响机制和规律,确定稳定区和失稳区,并与系统固有频率做比较,研究其内在的关联关系。 (3)研究高速重载齿轮系统的混沌和分岔现象。重点研究混沌和分岔出现时系统的参数特点,用定性和定量的方法对混沌和分岔现象进行识别,分析其定性特征和定量特征。并分析激励频率、啮合阻尼和齿侧间隙引起系统混沌和分岔的机理和途径。 (4)基于动力学稳定性对系统进行参数的匹配。依据参数对系统稳定性的影响及混沌和分岔产生的条件,匹配参数并进行方案评价,选择其中较优的三组参数进行动力学稳定性校验,并从中得到最佳设计方案。
[Abstract]:High speed and heavy load gears need to bear high load, running speed is high, the working condition is complex, and the nonlinear factors such as time-varying meshing stiffness, transmission error, tooth side clearance and so on are affected in gear system. There are complex nonlinear dynamics phenomena in gear transmission, such as chaos and bifurcation. The transmission stability of high speed and heavy duty gears is an important problem. It is of great theoretical value and practical significance to study the influence mechanism of parameters on stability. In this paper, the stability of high speed and heavy load gear transmission system is studied with the traction gear transmission system of high speed motor car as the research object. The main tasks are as follows: 1) the modeling method of gear transmission system is studied. According to the characteristics of traction gear transmission system of high-speed train, the nonlinear dynamic model of helical gear bending torsion axis is established. The nonlinear factors affecting the stability of the system are considered synthetically, such as time-varying meshing stiffness, transmission error and tooth side clearance. The differential equation of the system is established and dimensionless, which provides the basis for the study of the stability of high-speed and heavy-duty gear transmission system. The influence of gear system parameters on dynamic stability is studied. The inherent characteristics of the system are studied, the natural frequency of the undamped linear free vibration system is solved, the influence of coincidence degree, supporting stiffness, meshing damping and tooth side clearance on the dynamic transfer error of the system is analyzed, and the influence mechanism and law are analyzed. The stable and unstable regions are determined and compared with the natural frequencies of the system. The chaos and bifurcation of high speed and heavy load gear system are studied. The characteristics of the system parameters when chaos and bifurcation occur are studied emphatically. The qualitative and quantitative characteristics of chaos and bifurcation are analyzed by qualitative and quantitative methods. The mechanism and approach of chaos and bifurcation caused by excitation frequency meshing damping and tooth clearance are analyzed. 4) matching the parameters of the system based on the dynamic stability. According to the influence of parameters on the stability of the system and the conditions of chaos and bifurcation, the parameters are matched and evaluated, and three groups of parameters are selected to check the dynamic stability, from which the optimal design scheme is obtained.
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TH132.41
【参考文献】
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,本文编号:1901518
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