舰船用大功率两级串联混合行星传动系统动力学研究
发布时间：2021-05-08 22:31
现代海军发展,要求提高战斗舰艇的反歼、防歼和攻歼能力,对其航速、噪声、振动提出越来越高的要求。舰船迫切需求低噪声、大扭矩和大功率的后传动装置,对后传动装置的动态特性提出了更高的要求。本文研究的两级大功率人字齿混合行星传动系统,是舰船后传动装置的重要组成部分。整个系统由人字齿多星轮定轴星形轮系和行星轮系组合而成,是舰船机械设备中的主要噪声源,对舰艇的攻击和隐蔽能力有很大的影响。由于现有舰船的传动系统十分庞大,国内尚不具备实验测试条件。所以,对其进行动力学特性的理论研究显得十分必要。两级串联人字齿混合行星齿轮传动系统的动力学特性比单级传动要复杂的多,产生振动和噪声的因素更多,迄今为止,还未见有关于两级串联混合行星传动系统动力学方面的研究。研究两级串联混合传动系统动力学问题,首先要解决建模难的问题,与单级行星传动系统建模不同的是,两级串联混合行星传动系统由于各级间行星架的转速不同,需要考虑第二级行星轮系中行星轮位置相角的时变特性。本文综合考虑了行星轮位置相角时变性、齿轮时变啮合刚度、啮合综合误差、系统阻尼和轮齿脱离等非线性因素,在定坐标系下建立了系统各子结构的动力学模型,并将求得的各级齿轮副...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：155 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 行星齿轮动力学研究现状
1.2.1 动力学模型
1.2.2 自由振动研究
1.2.3 动态响应及振动抑制
1.2.4 动态响应求解方法
1.2.5 实验研究
1.3 本文主要研究内容
第2章 两级串联混合行星传动系统动力学模型建立
2.1 引言
2.2 系统运动微分方程
2.2.1 计算模型
2.2.2 啮合齿轮副弹性变形协调条件建模
2.2.3 两级混合传动系统子结构力学模型的建立
2.2.4 两级混合传动系统动力学微分方程
2.3 啮合刚度及啮合综合误差激励
2.3.1 啮合时变刚度激励
2.3.2 啮合综合误差激励
2.4 本章小结
第3章 两级串联混合行星系统固有振动特性研究
3.1 引言
3.2 系统特征值问题描述
3.3 星轮与行星轮等间距布置时的模态分析
3.3.1 星形轮系振动模态
3.3.2 行星轮系振动模态
3.3.3 耦合振动模态
3.3.4 星形轮系振动模态特性分析
3.3.5 行星轮系振动模态特性分析
3.3.6 耦合振动模态特性分析
3.4 星轮与行星轮非等间距布置时的模态分析
3.4.1 星形轮系振动模态特性分析
3.4.2 行星轮系振动模态特性分析
3.4.3 耦合振动模态特性分析
3.5 本章小结
第4章 系统刚度参数敏感度及模态跃迁研究
4.1 引言
4.2 混合传动系统的模态应变能与动能
4.3 敏感度分析的模态方法
4.4 两级混合系统啮合刚度参数敏感度分析
4.4.1 行星轮系啮合刚度参数敏感度研究
4.4.2 星形轮系啮合刚度参数敏感度研究
4.5 两级间扭转刚度参数敏感度分析
4.6 两级传动系统模态跃迁研究
4.6.1 模态跃迁模型
4.6.2 跃迁准则研究
4.6.3 跃迁准则验证
4.7 本章小结
第5章 系统动力学方程求解方法研究
5.1 引言
5.2 系统微分方程的无量纲化
5.2.1 第一级星形轮系无量纲微分方程
5.2.2 第二级行星轮系无量纲微分方程
5.3 引入弧长延拓方法的增量谐波平衡法研究
5.3.1 增量谐波平衡法
5.3.2 弧长延拓方法的引入
5.3.3 改进后方法的应用
5.4 多尺度摄动分析方法的应用研究
5.4.1 主谐波共振频响方程
5.4.2 亚谐波共振频响方程
5.4.3 超谐波共振频响方程
5.4.4 频响特性分析
5.5 本章小结
第6章 两级串联混合行星传动系统动力学特性研究
6.1 引言
6.2 数值求解方法原理
6.3 系统非线性动力学特性分析
6.3.1 非线性响应特性分析
6.3.2 参数变化对幅频特性的影响
6.4 本章小结
结论
参考文献
附录
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]2K-H行星传动的修正扭转模型建立与固有特性分析[J]. 宋轶民,许伟东,张策,王世宇. 机械工程学报. 2006(05)
[2]两级星型齿轮传动动态均载特性分析[J]. 鲍和云,朱如鹏. 航空动力学报. 2005(06)
[3]行星传动系统的固有特性及模态跃迁研究[J]. 王世宇,宋轶民,沈兆光,张策,杨通强,许伟东. 振动工程学报. 2005(04)
[4]行星传动固有特性分析[J]. 王世宇,张策,宋轶民,杨通强. 中国机械工程. 2005(16)
[5]行星齿轮啮合刚度对其振动特性的影响[J]. 王春光,常山,李应生. 热能动力工程. 2005(04)
[6]斜齿行星齿轮系统自由振动特性分析[J]. 杨通强,宋轶民,张策,王世宇. 机械工程学报. 2005(07)
[7]一种改进的增量谐波平衡法及其在非线性振动中的应用[J]. 高阳,王三民,刘晓宁. 机械科学与技术. 2005(06)
[8]行星齿轮传动固有频率的统计特性分析[J]. 王世宇,张策,宋轶民,杨通强. 机械科学与技术. 2005(06)
[9]基于增量谐波平衡法的齿轮系统非线性动力学[J]. 杨绍普,申永军,刘献栋. 振动与冲击. 2005(03)
[10]用AOM研究强非线性齿轮系统动力学问题[J]. 张锁怀,沈允文,董海军,刘梦军. 机械工程学报. 2004(12)
博士论文
[1]复式行星排动力特性及其止推垫圈磨损特性研究[D]. 杨富春.浙江大学 2009
[2]大型齿轮传动装置动力学及故障诊断技术研究[D]. 孔德文.吉林大学 2008
[3]两级星型齿轮传动系统分流特性及动力学研究[D]. 鲍和云.南京航空航天大学 2006
[4]基于相位调谐的直齿行星齿轮传动动力学理论与实验研究[D]. 王世宇.天津大学 2005
本文编号：3176110
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：155 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 行星齿轮动力学研究现状
1.2.1 动力学模型
1.2.2 自由振动研究
1.2.3 动态响应及振动抑制
1.2.4 动态响应求解方法
1.2.5 实验研究
1.3 本文主要研究内容
第2章 两级串联混合行星传动系统动力学模型建立
2.1 引言
2.2 系统运动微分方程
2.2.1 计算模型
2.2.2 啮合齿轮副弹性变形协调条件建模
2.2.3 两级混合传动系统子结构力学模型的建立
2.2.4 两级混合传动系统动力学微分方程
2.3 啮合刚度及啮合综合误差激励
2.3.1 啮合时变刚度激励
2.3.2 啮合综合误差激励
2.4 本章小结
第3章 两级串联混合行星系统固有振动特性研究
3.1 引言
3.2 系统特征值问题描述
3.3 星轮与行星轮等间距布置时的模态分析
3.3.1 星形轮系振动模态
3.3.2 行星轮系振动模态
3.3.3 耦合振动模态
3.3.4 星形轮系振动模态特性分析
3.3.5 行星轮系振动模态特性分析
3.3.6 耦合振动模态特性分析
3.4 星轮与行星轮非等间距布置时的模态分析
3.4.1 星形轮系振动模态特性分析
3.4.2 行星轮系振动模态特性分析
3.4.3 耦合振动模态特性分析
3.5 本章小结
第4章 系统刚度参数敏感度及模态跃迁研究
4.1 引言
4.2 混合传动系统的模态应变能与动能
4.3 敏感度分析的模态方法
4.4 两级混合系统啮合刚度参数敏感度分析
4.4.1 行星轮系啮合刚度参数敏感度研究
4.4.2 星形轮系啮合刚度参数敏感度研究
4.5 两级间扭转刚度参数敏感度分析
4.6 两级传动系统模态跃迁研究
4.6.1 模态跃迁模型
4.6.2 跃迁准则研究
4.6.3 跃迁准则验证
4.7 本章小结
第5章 系统动力学方程求解方法研究
5.1 引言
5.2 系统微分方程的无量纲化
5.2.1 第一级星形轮系无量纲微分方程
5.2.2 第二级行星轮系无量纲微分方程
5.3 引入弧长延拓方法的增量谐波平衡法研究
5.3.1 增量谐波平衡法
5.3.2 弧长延拓方法的引入
5.3.3 改进后方法的应用
5.4 多尺度摄动分析方法的应用研究
5.4.1 主谐波共振频响方程
5.4.2 亚谐波共振频响方程
5.4.3 超谐波共振频响方程
5.4.4 频响特性分析
5.5 本章小结
第6章 两级串联混合行星传动系统动力学特性研究
6.1 引言
6.2 数值求解方法原理
6.3 系统非线性动力学特性分析
6.3.1 非线性响应特性分析
6.3.2 参数变化对幅频特性的影响
6.4 本章小结
结论
参考文献
附录
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]2K-H行星传动的修正扭转模型建立与固有特性分析[J]. 宋轶民,许伟东,张策,王世宇. 机械工程学报. 2006(05)
[2]两级星型齿轮传动动态均载特性分析[J]. 鲍和云,朱如鹏. 航空动力学报. 2005(06)
[3]行星传动系统的固有特性及模态跃迁研究[J]. 王世宇,宋轶民,沈兆光,张策,杨通强,许伟东. 振动工程学报. 2005(04)
[4]行星传动固有特性分析[J]. 王世宇,张策,宋轶民,杨通强. 中国机械工程. 2005(16)
[5]行星齿轮啮合刚度对其振动特性的影响[J]. 王春光,常山,李应生. 热能动力工程. 2005(04)
[6]斜齿行星齿轮系统自由振动特性分析[J]. 杨通强,宋轶民,张策,王世宇. 机械工程学报. 2005(07)
[7]一种改进的增量谐波平衡法及其在非线性振动中的应用[J]. 高阳,王三民,刘晓宁. 机械科学与技术. 2005(06)
[8]行星齿轮传动固有频率的统计特性分析[J]. 王世宇,张策,宋轶民,杨通强. 机械科学与技术. 2005(06)
[9]基于增量谐波平衡法的齿轮系统非线性动力学[J]. 杨绍普,申永军,刘献栋. 振动与冲击. 2005(03)
[10]用AOM研究强非线性齿轮系统动力学问题[J]. 张锁怀,沈允文,董海军,刘梦军. 机械工程学报. 2004(12)
博士论文
[1]复式行星排动力特性及其止推垫圈磨损特性研究[D]. 杨富春.浙江大学 2009
[2]大型齿轮传动装置动力学及故障诊断技术研究[D]. 孔德文.吉林大学 2008
[3]两级星型齿轮传动系统分流特性及动力学研究[D]. 鲍和云.南京航空航天大学 2006
[4]基于相位调谐的直齿行星齿轮传动动力学理论与实验研究[D]. 王世宇.天津大学 2005
本文编号：3176110
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