面齿轮传动系统动力学分析

发布时间：2017-09-24 06:10

  本文关键词：面齿轮传动系统动力学分析

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【摘要】：为研究面齿轮传动系统动力学动态响应特性，本文基于集中参数理论，根据面齿轮传动系统的啮合原理及特点，计及时变啮合刚度、传递综合误差、啮合阻尼、齿侧间隙、支承的弹性变形和阻尼及其游隙等非线性因素，建立了多自由度弯扭-耦合振动的三维空间内的面齿轮传动系统非线性动力学模型；基于动力学模型，建立了面齿轮传动系统非线性动力学微分方程，并对其进行无量纲化处理；采用4-5阶自适应变步长Runge-Kutta法，使用matlab软件编写了求解程序，对面齿轮传动系统的无量纲动力学微分方程组进行求解。 根据面齿轮传动啮合特点，当啮合频率不断递增，面齿轮传动系统动态响应总体上经历了拟周期响应、单周期简谐响应、倍周期次谐响应和混沌的过程。当时变啮合刚度幅值系数不断增大，由于啮合频率不同时，，时变刚度的变化不同，所以分别选取啮合频率g=0.7和g=1.2时，考察时变啮合刚度对面齿轮传动系统动态响应的影响。从总体上分析系统动态响应，其经历了倍周期次谐响应和混沌，其对应的运动也分别为倍周期运动和非周期运动。当传递综合误差幅值系数不断增大时，由于啮合频率不同时，传递综合误差的变化不同，所以分别选取啮合频率g=0.7和g=1.2时，考察传递综合误差对面齿轮传动系统动态响应的影响，系统动态响应整体上看，拟周期响应、倍周期次谐响应、混沌交替出现，其对应的运动也分别为近似周期运动、倍周期运动和非周期运动。 本文的研究从理论上建立了面齿轮传动系统的传动过程中主要影响因素对其动态特性的影响的具体情况，对面齿轮的加工、磨齿和修形就有极其重要的意义。
【关键词】：面齿轮传动 动态响应 啮合频率 时变啮合刚度 传递误差
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH132.41
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-19
• 1.1 课题背景10-11
• 1.2 面齿轮传动的特点11-12
• 1.3 面齿轮传动的研究现状12-18
• 1.3.1 面齿轮传动的国外发展现状12-15
• 1.3.2 面齿轮传动的国内发展现状15-16
• 1.3.3 面齿轮传动动力学发展现状16-18
• 1.4 本文研究的主要内容18-19
• 第2章 面齿轮传动系统动力学模型的建立19-39
• 2.1 面齿轮动力学动态特性的主要影响因子19-26
• 2.1.1 时变啮合刚度19-21
• 2.1.2 静态传递误差21-23
• 2.1.3 齿侧间隙23-24
• 2.1.4 摩擦因素24-26
• 2.2 面齿轮传动系统耦合动力学模型26-29
• 2.2.1 面齿轮传动系统弯-扭耦合振动模型26-27
• 2.2.2 面齿轮传动系统耦合振动方程27-29
• 2.3 面齿轮传动系统动力学方程的无量纲化29-38
• 2.4 本章小结38-39
• 第3章 面齿轮传动系统动力学方程的求解方法39-48
• 3.1 求解面齿轮动力学方程的主要方法39-43
• 3.1.1 Wilson-θ法39-41
• 3.1.2 “PNF”法41-42
• 3.1.3 Runge-Kutta 法42-43
• 3.2 面齿轮传动系统动力学方程的求解43-47
• 3.2.1 啮合刚度的计算43-44
• 3.2.2 啮合阻尼的计算和主要参数的选取44-46
• 3.2.3 面齿轮传动系统动力学微分方程的求解46-47
• 3.3 本章小结47-48
• 第4章 面齿轮传动系统动态特性分析48-72
• 4.1 研究面齿轮动力学的相关图解方法48-50
• 4.1.1 相平面48-49
• 4.1.2 Poincare 截面49-50
• 4.2 啮合频率对面齿轮传动系统动态特性的影响50-56
• 4.3 时变啮合刚度对面齿轮传动系统动态特性的影响56-63
• 4.4 传递误差对面齿轮传动系统动态特性的影响63-70
• 4.5 本章小结70-72
• 结论72-74
• 参考文献74-78
• 致谢78

【参考文献】

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本文编号：909770