基于多体动力学的齿轮副建模与实验研究

发布时间：2017-03-27 19:04

  本文关键词：基于多体动力学的齿轮副建模与实验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：利用机械系统动力学分析与仿真技术，设计者可以全面了解机械系统的相关性能，便于从全局对产品进行优化。但某些部件理想化的建模方式制约了分析精度的进一步提高。本文以多体动力学理论为基础，对两种齿轮的多体动力学建模方法进行了研究，旨在使其更好的模拟齿轮传动的实际啮合过程，从而提高机械系统多体动力学的分析精度。本文主要内容如下： 1.研究了轮齿为刚体的刚-弹耦合齿轮副模型的建模机理以及模型应用的假设条件。 2.利用石川公式，，计算了轮齿为刚体的刚-弹耦合模型的转动刚度和接触刚度，通过拟合相关数据得到了近似的转动刚度计算公式。 3.以ADAMS为平台，开发了轮齿为刚体的刚-弹耦合齿轮模块。通过实例对比分析了相关齿轮模型。 4.以斜齿轮为例，探索了轮齿为刚体的刚-弹耦合模型的应用范围。 5.研究了轮齿为柔体的刚-弹耦合齿轮副模型的建模机理，介绍了该模型的建模方法。通过实例对比分析了两种刚-弹耦合模型。 6.建立了齿轮撞击实验测试平台，对模型在碰撞接触情况下的准确性进行了验证。 本文的研究表明，两种刚-弹耦合模型更符合齿轮传动的啮合特性，在满足求解速度的同时，可为相关的机械系统多体动力学分析提供更高的分析精度。
【关键词】：齿轮多体系统 齿轮接触力 刚弹耦合方法 ADAMS二次开发
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH132.41
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 注释表11-13
• 第一章 绪论13-19
• 1.1 选题背景和意义13
• 1.2 国内外研究现状13-17
• 1.2.1 齿轮动态啮合力的研究13-14
• 1.2.2 齿轮多体动力学建模的研究14-16
• 1.2.3 齿轮接触力实验的研究16-17
• 1.3 本文的目标、组织和主要工作17-19
• 第二章 轮齿为刚体的刚-弹耦合齿轮模型19-42
• 2.1 刚-弹耦合齿轮多体动力学模型19-28
• 2.1.1 模型简介19-21
• 2.1.2 石川公式简介21-24
• 2.1.3 扭转弹簧刚度和阻尼的选取24-26
• 2.1.4 ADAMS 接触副相关参数的选取26-28
• 2.2 ADAMS 刚-弹耦合齿轮副模块28-32
• 2.2.1 ADAMS 的二次开发功能29-31
• 2.2.2 齿轮副模块的开发31-32
• 2.3 算例分析32-36
• 2.4 刚-弹耦合齿轮模型的扩展应用36-40
• 2.5 本章小结40-42
• 第三章 轮齿为柔体的刚-弹耦合的建模分析42-51
• 3.1 轮齿为柔体的刚-弹耦合齿轮模型42-46
• 3.1.1 模型简介42-43
• 3.1.2 柔性多体系统动力学建模的相关理论43-44
• 3.1.3 分析模型的创建44-46
• 3.2 两种齿轮多体模型的运算对比46-48
• 3.3 ADAMS 中的专业齿轮模块简介48-50
• 3.4 本章小结50-51
• 第四章 验证实验51-63
• 4.1 引言51-54
• 4.2 相关实验装置的设计54-61
• 4.2.1 气垫导轨原理简介54-55
• 4.2.2 气垫导轨的设计55-59
• 4.2.3 齿轮夹具与电磁释放装置的设计59-61
• 4.3 测试结果与仿真结果的对比61-62
• 4.4 本章小结62-63
• 第五章 总结与展望63-65
• 5.1 本文总结63-64
• 5.2 本文展望64-65
• 参考文献65-68
• 致谢68-69
• 在学期间发表的学术论文69-70
• 附录一70-71

【参考文献】

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本文编号：270881