两路分流齿轮传动系统的均载特性分析与动力学优化设计

发布时间：2017-05-03 07:14

  本文关键词：两路分流齿轮传动系统的均载特性分析与动力学优化设计，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：两路分流齿轮传动系统属于功率分流系统的一种，其具有结构简单、传动比大、可靠性好、质量轻和噪声小等特点，在机械及其相关领域应用广泛。本文以两路分流齿轮传动系统为研究对象，开展了系统载荷特点、系统动力学、系统动力学优化以及系统分析软件开发的研究，研究结果对两路分流齿轮传动系统的结构设计、制造和安装具有重要的指导意义。 本文基于系统结构的特点，主要分析了系统的受力情况，得到了系统的静力学方程，求得了系统两支路的载荷，研究了轴交角、输入扭矩、扭转刚度、支承刚度和轮齿啮合刚度对系统载荷分配的影响。考虑时变啮合刚度和齿轮误差等内部激励对系统进行了动力学建模，基于集中参数理论，建立了系统的弯扭耦合动力学模型，获得了系统的动力学微分方程，并对其进行了化简和量纲一化。根据处理过后的系统动力学微分方程，获得了系统的固有频率，并对固有频率的影响因素进行了分析；利用变步长的龙格库塔法求解得到系统的动力学响应，获得了系统的动态啮合力、均载系数和动载系数；分析了啮合刚度、支承刚度、扭转刚度、齿轮误差和输入参数对系统动力学特性的影响。以齿轮的基本参数为设计变量，在满足齿轮强度条件、齿轮配齿条件和齿轮结构条件的情况下，以均载系数为目标函数进行了单目标动力学优化，以均载系数和系统体积为目标函数进行了多目标动力学优化，并对单目标优化和多目标优化结果进行了比较。以MATLAB语言为平台，进行了两路分流齿轮传动系统分析软件模块化开发。
【关键词】：两路分流 齿轮传动 动力学 均载 优化
【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】：2014
【分类号】：TH132.41
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 图清单9-12
• 表清单12-13
• 注释表13-14
• 第一章 绪论14-18
• 1.1 论文的选题背景14-15
• 1.2 两路分流齿轮传动系统研究的现状15-16
• 1.2.1 国外研究现状15-16
• 1.2.2 国内研究现状16
• 1.3 本文的研究内容16-18
• 第二章 两路分流齿轮传动系统载荷特点分析18-29
• 2.1 引言18-19
• 2.2 两路分流齿轮传动系统静力学方程19-21
• 2.3 构件刚度计算21-23
• 2.3.1 齿轮轴扭转刚度计算21-22
• 2.3.2 轴承支承刚度计算22
• 2.3.3 轮齿啮合刚度计算22-23
• 2.4 齿轮副间的载荷计算方法23
• 2.5 主要参数对两路分流齿轮传动系统载荷分配的影响分析23-28
• 2.5.1 输入轴交角对系统载荷分配的影响分析24-25
• 2.5.2 输入扭矩对系统载荷分配的影响分析25-26
• 2.5.3 扭转刚度对系统载荷分配的影响分析26
• 2.5.4 支承刚度对系统载荷分配的影响分析26-27
• 2.5.5 啮合刚度对系统载荷分配的影响分析27-28
• 2.6 本章小结28-29
• 第三章 两路分流齿轮传动系统动力学模型29-41
• 3.1 引言29
• 3.2 两路分流齿轮传动系统动力学建模29-33
• 3.3 系统动力学微分方程的整理33-34
• 3.4 齿轮副的啮合误差分析34-37
• 3.5 时变啮合刚度分析与阻尼计算37-40
• 3.5.1 综合啮合刚度的计算方法37-38
• 3.5.2 时变啮合刚度的表示方法38-39
• 3.5.3 各阻尼的计算39-40
• 3.6 本章小结40-41
• 第四章 两路分流齿轮传动系统动力学特性分析41-66
• 4.1 引言41
• 4.2 传动系统的固有特性分析41-48
• 4.2.1 传动系统固有频率求解41-45
• 4.2.2 传动系统固有频率分析45-48
• 4.3 传动系统动力学特性分析48-52
• 4.3.1 传动系统各自由度的响应特性分析48-50
• 4.3.2 传动系统均载及动载特性分析50-52
• 4.4 主要参数对传动系统动力学特性的影响52-65
• 4.4.1 啮合刚度对系统动力学特性的影响52-54
• 4.4.2 支承刚度对系统动力学特性的影响54-55
• 4.4.3 扭转刚度对系统动力学特性的影响55-57
• 4.4.4 齿轮误差对系统动力学特性的影响57-63
• 4.4.5 输入参数对系统动力学特性的影响63-65
• 4.5 本章小结65-66
• 第五章 基于均载特性的系统动力学优化设计66-78
• 5.1 引言66
• 5.2 两路分流齿轮传动系统优化设计的数学模型66-71
• 5.2.1 两路分流齿轮传动系统的设计变量67
• 5.2.2 两路分流齿轮传动系统的目标函数67-70
• 5.2.3 两路分流齿轮传动系统的约束条件70-71
• 5.3 两路分流齿轮传动系统的优化设计实例分析71-77
• 5.4 本章小结77-78
• 第六章 两路分流齿轮传动系统设计分析软件开发78-88
• 6.1 引言78
• 6.2 两路分流齿轮传动系统设计分析软件模块的框架设计78-79
• 6.3 两路分流齿轮传动系统设计分析软件模块的界面设计79-87
• 6.4 本章小结87-88
• 第七章 总结与展望88-90
• 7.1 论文的主要工作和结论88-89
• 7.2 进一步研究内容的展望89-90
• 附录90-95
• 参考文献95-99
• 致谢99-100
• 在学期间发表的论文100

【参考文献】

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本文编号：342536