航空发动机高速齿轮传动系统动力学研究
发布时间：2021-02-09 01:32
本文以航空发动机附件传动系统为研究对象,对附件机匣的二级直齿圆柱齿轮传动系统进行了动力学特性研究。在考虑了时变啮合刚度、齿轮传动误差以及间隙非线性函数等非线性因素的基础上,利用集中质量法建立了直齿轮传动系统的非线性模型,得到了系统的8自由度2阶间隙非线性动力学微分方程,并对方程进行了无量纲处理。为确定系统的结构参数,对系统的时变啮合刚度和齿侧间隙进行了数值模拟,获得了考虑重合度时的啮合刚度和齿侧间隙。利用广义特征值法进行了模态分析,对齿轮传动系统的固有频率进行了求解,得到了系统的各阶固有频率。使用Runge-Kutta数值计算方法对系统的非线性动力学方程进行求解,得到了系统的动态仿真结果,结果显示系统具有很强的非线性。结合系统的动态位移响应、速度响应和加速度响应,以及相位图和庞加莱截面,讨论了系统在不同激励频率下表现出的不同运动状态。分析表明当内部激励频率发生变化时,系统的运动状态会经历周期—拟周期—周期的状态转换。本文讨论了齿轮结构参数对系统动态性能的影响。利用直接求导法推导了传动系统q模型对系统刚度和阻尼的灵敏度计算公式,利用数值计算方法求得系统响应对刚度和阻尼的灵敏度曲线,并通过...
【文章来源】：沈阳航空航天大学辽宁省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号表
第1章 绪论
1.1 课题的来源及研究意义
1.2 齿轮系统动力学研究
1.2.1 分析模型
1.2.2 齿轮动力学研究目标及内容
1.3 齿轮非线性动力学
1.3.1 齿轮系统间隙非线性动力学
1.3.2 齿轮系统非线性动力学研究进展
1.4 本文研究内容
1.5 本章小结
第2章 齿轮系统动力学模型的建立
2.1 引言
2.2 齿轮传动系统动态激励的研究情况
2.2.1 齿轮传动系统的外部激励
2.2.2 齿轮传动系统的内部激励
2.3 传动系统模型的建立
2.3.1 传动系统模型介绍
2.3.2 数学模型的建立
2.3.3 方程的无量纲化处理
2.4 齿轮副啮合误差分析
2.5 轮齿时变啮合刚度及计算
2.5.1 材料力学计算方法
2.5.2 直齿轮啮合综合刚度的数值仿真
2.6 阻尼的计算
2.6.1 齿轮的啮合阻尼
2.6.2 轴的扭转阻尼
2.6.3 轴的弯曲阻尼
2.7 齿侧间隙非线性函数描述
2.8 本章小结
第3章 齿轮系统分析方法及动态特性分析
3.1 引言
3.2 系统固有特性分析
3.2.1 固有频率的计算方法
3.2.2 固有频率的计算结果
3.3 非线性动力学方程求解方法
3.3.1 图解法
3.3.2 近似解析法
3.3.3 数值法
3.4 系统方程的求解与动态分析
3.4.1 方程降阶处理
3.4.2 系统方程求解与动态分析
3.5 本章小结
第4章 齿轮参数对系统动态性能的影响
4.1 引言
4.2 刚度和阻尼对系统动态性能的影响
4.2.1 灵敏度分析方法
4.2.2 系统动态特性对刚度和阻尼的灵敏度分析
4.3 啮合误差对系统动态性能的影响
4.5 本章小结
第5章 齿轮传动系统仿真界面设计
5.1 引言
5.2 界面流程图根据课题程序所完成的任务，对仿真界面设计包括以下几个界面部分
5.3 各功能界面介绍在欢迎界面上点击“主界面”进入动力学参数输入界面，如图5.2 所示
5.3.1 固有频率计算界面
5.3.2 位移、速度响应求解界面
5.3.3 加速度响应求解界面
5.3.4 灵敏度求解界面
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑动态刚度、传递误差及齿侧间隙的齿轮系统谐振分析[J]. 王建平,王玉新. 机械设计. 2005(09)
[2]齿轮啮合内部动态激励数值模拟[J]. 李润方,陶泽光,林腾蛟,唐倩. 机械传动. 2001(02)
[3]齿轮非线性振动研究综述[J]. 杨宏斌,邓效忠,高建平,方宗德. 中国机械工程. 1999(07)
[4]齿轮系统动力学的理论体系[J]. 王建军,李润方. 中国机械工程. 1998(12)
[5]在承受交变载荷的齿轮传动中轮齿间隙对动载荷的影响[J]. Theissen.J.,Jayaram.V.D,Diekhans.G.,毛谦德. 齿轮. 1985(02)
硕士论文
[1]曳引电梯机械系统的动态分析及参数优化[D]. 巩煜琰.沈阳航空工业学院 2008
[2]转矩分流式齿轮传动系统动力学特性研究[D]. 杨振.西北工业大学 2007
[3]三自由度非线性齿轮系统灵敏度分析及ADAMS仿真[D]. 关喜春.吉林大学 2006
[4]齿轮系统动力学分析及计算机仿真[D]. 朱秋玲.兰州理工大学 2004
本文编号：3024827
【文章来源】：沈阳航空航天大学辽宁省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号表
第1章 绪论
1.1 课题的来源及研究意义
1.2 齿轮系统动力学研究
1.2.1 分析模型
1.2.2 齿轮动力学研究目标及内容
1.3 齿轮非线性动力学
1.3.1 齿轮系统间隙非线性动力学
1.3.2 齿轮系统非线性动力学研究进展
1.4 本文研究内容
1.5 本章小结
第2章 齿轮系统动力学模型的建立
2.1 引言
2.2 齿轮传动系统动态激励的研究情况
2.2.1 齿轮传动系统的外部激励
2.2.2 齿轮传动系统的内部激励
2.3 传动系统模型的建立
2.3.1 传动系统模型介绍
2.3.2 数学模型的建立
2.3.3 方程的无量纲化处理
2.4 齿轮副啮合误差分析
2.5 轮齿时变啮合刚度及计算
2.5.1 材料力学计算方法
2.5.2 直齿轮啮合综合刚度的数值仿真
2.6 阻尼的计算
2.6.1 齿轮的啮合阻尼
2.6.2 轴的扭转阻尼
2.6.3 轴的弯曲阻尼
2.7 齿侧间隙非线性函数描述
2.8 本章小结
第3章 齿轮系统分析方法及动态特性分析
3.1 引言
3.2 系统固有特性分析
3.2.1 固有频率的计算方法
3.2.2 固有频率的计算结果
3.3 非线性动力学方程求解方法
3.3.1 图解法
3.3.2 近似解析法
3.3.3 数值法
3.4 系统方程的求解与动态分析
3.4.1 方程降阶处理
3.4.2 系统方程求解与动态分析
3.5 本章小结
第4章 齿轮参数对系统动态性能的影响
4.1 引言
4.2 刚度和阻尼对系统动态性能的影响
4.2.1 灵敏度分析方法
4.2.2 系统动态特性对刚度和阻尼的灵敏度分析
4.3 啮合误差对系统动态性能的影响
4.5 本章小结
第5章 齿轮传动系统仿真界面设计
5.1 引言
5.2 界面流程图根据课题程序所完成的任务，对仿真界面设计包括以下几个界面部分
5.3 各功能界面介绍在欢迎界面上点击“主界面”进入动力学参数输入界面，如图5.2 所示
5.3.1 固有频率计算界面
5.3.2 位移、速度响应求解界面
5.3.3 加速度响应求解界面
5.3.4 灵敏度求解界面
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑动态刚度、传递误差及齿侧间隙的齿轮系统谐振分析[J]. 王建平,王玉新. 机械设计. 2005(09)
[2]齿轮啮合内部动态激励数值模拟[J]. 李润方,陶泽光,林腾蛟,唐倩. 机械传动. 2001(02)
[3]齿轮非线性振动研究综述[J]. 杨宏斌,邓效忠,高建平,方宗德. 中国机械工程. 1999(07)
[4]齿轮系统动力学的理论体系[J]. 王建军,李润方. 中国机械工程. 1998(12)
[5]在承受交变载荷的齿轮传动中轮齿间隙对动载荷的影响[J]. Theissen.J.,Jayaram.V.D,Diekhans.G.,毛谦德. 齿轮. 1985(02)
硕士论文
[1]曳引电梯机械系统的动态分析及参数优化[D]. 巩煜琰.沈阳航空工业学院 2008
[2]转矩分流式齿轮传动系统动力学特性研究[D]. 杨振.西北工业大学 2007
[3]三自由度非线性齿轮系统灵敏度分析及ADAMS仿真[D]. 关喜春.吉林大学 2006
[4]齿轮系统动力学分析及计算机仿真[D]. 朱秋玲.兰州理工大学 2004
本文编号：3024827
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jixiegongcheng/3024827.html
