考虑润滑的变速器齿轮传动系统动力学分析

发布时间：2017-08-30 02:22

  本文关键词：考虑润滑的变速器齿轮传动系统动力学分析

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【摘要】：变速箱齿轮传动系统在实际工作过程中，需要对齿轮进行良好的润滑，轮齿齿面通过润滑剂接触时，轮齿之间以非线性油膜力相互作用。由于润滑剂的阻尼效应、齿侧间隙和时变啮合刚度等非线性因素的存在，使齿轮传动系统表现出很强的非线性动力学特性，而齿轮传动系统的动态特性直接影响着变速箱各项性能指标的优劣。本文对考虑润滑的齿轮传动系统进行了建模分析，并考虑温度的影响，对计入温度效应的斜齿轮系统进行了研究。 考虑轮齿间润滑剂的挤压运动，根据half-Sommerfeld边界条件得到非线性油膜阻尼力的形式。轮齿间作用力加入油膜阻尼力，考虑齿侧间隙、时变啮合刚度、时变接触线长度和齿轮重合度，利用集中质量法建立直齿轮和斜齿轮传动系统的动力学模型，并基于上述建模方法，综合考虑温度对润滑剂粘度和齿侧间隙的影响，建立计入温度效应的斜齿轮传动模型，应用改进的Newmark方法进行数值求解。利用分岔图等方法分析了系统的运动特性，结果表明：转矩波动频率和温度对系统运动形态的影响较为显著，，随着参数的变化，系统出现了混沌运动；且斜齿轮的运动形态较直齿轮更简单。 为了方便比较不同参数时系统的敲击特性，文中提出新的评价齿轮敲击振动的指标，分析了系统传动特性随参数的变化规律，得到如下结论：齿侧间隙和温度是影响齿轮传动精度的主要因素；随着负载转矩的增大或波动转矩的减小，系统响应出现啮合频率成分；齿轮敲击振动只在空载或轻载以及波动转矩较大时才会发生，此外，齿轮敲击振动大小与齿轮转速、润滑剂粘度、模数、螺旋角和温度都有关系，且斜齿轮的敲击振动小于直齿轮；系统功率损耗受齿轮转速、润滑剂粘度和温度影响较大。
【关键词】：润滑 非线性油膜力 敲击振动 温度效应
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH132.46
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 第一章 绪论16-22
• 1.1 引言16
• 1.2 研究目的和意义16-17
• 1.3 国内外研究现状17-21
• 1.3.1 考虑润滑的齿轮动力学研究17-19
• 1.3.2 齿轮敲击振动研究19-21
• 1.4 论文主要内容21-22
• 第二章 考虑润滑的直齿轮传动系统建模分析22-47
• 2.1 引言22
• 2.2 油膜力模型22-24
• 2.3 直齿轮副系统建模24-31
• 2.3.1 系统动力学模型24-27
• 2.3.2 直齿轮传动过程分析27-29
• 2.3.3 直齿轮时变啮合刚度29-31
• 2.4 齿轮传动特性分析方法31-35
• 2.4.1 数值求解方法31-32
• 2.4.2 Lyapunov 指数32-33
• 2.4.3 相图和 Poincare 截面图33-34
• 2.4.4 敲击振动指标和耗散功率34-35
• 2.5 参数对直齿轮系统特性影响分析35-45
• 2.5.1 润滑剂粘度对系统特性的影响36-38
• 2.5.2 齿侧间隙对系统特性的影响38-40
• 2.5.3 转矩波动频率对系统特性的影响40-42
• 2.5.4 各因素对轮齿敲击特性的影响42-43
• 2.5.5 各因素对功率损耗的影响43-45
• 2.6 小结45-47
• 第三章 考虑润滑的斜齿轮传动系统建模分析47-62
• 3.1 引言47
• 3.2 斜齿轮副系统建模47-52
• 3.2.1 系统动力学模型47-48
• 3.2.2 斜齿轮传动过程分析48-50
• 3.2.3 斜齿轮时变啮合刚度50-52
• 3.3 参数对斜齿轮系统特性影响分析52-61
• 3.3.1 润滑剂粘度和齿侧间隙对系统特性的影响52-55
• 3.3.2 波动转矩和负载对系统特性的影响55-57
• 3.3.3 各因素对轮齿敲击特性的影响57-59
• 3.3.4 各因素对功率损耗的影响59-61
• 3.4 小结61-62
• 第四章 计入温度效应的斜齿轮传动分析62-72
• 4.1 引言62
• 4.2 计入温度效应的斜齿轮传动动力学建模62-65
• 4.2.1 润滑剂的粘温效应62-63
• 4.2.2 温度对齿侧间隙的影响63-64
• 4.2.3 系统动力学方程64-65
• 4.3 参数对系统特性的影响分析65-71
• 4.3.1 温度对系统响应的影响65-68
• 4.3.2 参数对系统敲击特性的影响68-70
• 4.3.3 参数对系统功率损耗的影响70-71
• 4.4 小结71-72
• 第五章 总结与展望72-74
• 5.1 论文总结72-73
• 5.2 工作展望73-74
• 参考文献74-78
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况78-79

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 蔡龙生;楚俊楠;陈俐;;基于包络解调的手动变速器齿轮敲击实验研究[J];传动技术;2013年02期

2 张锁怀,沈允文,董海军,刘梦军;转速和不平衡质量对齿轮拍击振动的影响[J];航空动力学报;2003年01期

3 张锁怀,沈允文,董海军,刘梦军;单级齿轮系统的拍击振动模型[J];机械工程学报;2002年12期

4 董海军,沈允文,刘梦军,张锁怀;齿轮系统Rattling动力学行为研究[J];机械工程学报;2004年01期

5 杨萍;杨沛然;;斜齿圆柱齿轮的热弹流润滑理论[J];机械工程学报;2006年10期

6 顾永泉;机械密封的空化和空化边界确定[J];流体机械;1998年12期

7 郭荣;裘剡;章桐;于钦林;朱伟伟;;手动变速箱空挡齿轮敲击问题的影响因素分析[J];江苏大学学报(自然科学版);2013年04期

8 卢立新,蔡莹,张和豪;渐开线直齿圆柱齿轮传动瞬态弹流润滑研究[J];润滑与密封;1999年05期

9 黄靖龙;缪协兴;罗善明;陈立峰;;齿轮压力角对润滑油膜厚度的影响[J];润滑与密封;2006年05期

10 王晓笋;巫世晶;周旭辉;李群力;;含侧隙非线性齿轮传动系统的分岔与混沌分析[J];振动与冲击;2008年01期

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1 李伟;汽车传动系用双质量飞轮的设计方法与扭振隔振特性研究[D];吉林大学;2009年

本文编号：756739