直齿轮传动系统动力学建模方法研究

发布时间：2017-09-29 02:07

  本文关键词：直齿轮传动系统动力学建模方法研究

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【摘要】：齿轮传动因传动比稳定，传动效率高等优点，被广泛应用于机床、汽车、飞机等机械系统中。齿轮传动系统因为齿轮啮合以及轴系等结构的存在，极大地影响着整个机械系统的动力学特性。然而，齿轮传动系统相对复杂，并含有轴承、齿轮等结合部，导致很难对其建立精确的动力学模型。针对这一问题，本文建立了轴承结合部和齿轮啮合结合部的简化动力学模型并研究了这两个结合部的参数识别方法，结合实体单元的有限元建模法，提出了建立直齿轮传动系统动力学模型的方法。同时，设计了一个齿轮箱，以验证文中所提方法的有效性。 为识别轴承结合部刚度，对轴-轴承-机座系统进行简化动力学建模，基于此模型，推导了轴承结合部刚度识别的公式。为识别得到齿轮箱试件中轴承结合部的参数，对拆掉部分组件的齿轮箱试件做试验模态分析，得到试件上各测点的响应数据。根据推导的轴承结合部刚度识别公式与试验数据，识别得试件中两个轴承结合部的刚度，并计算得到其阻尼值。 基于模型修正理论，，提出了齿轮啮合结合部参数的识别方法。对装配好的齿轮箱试件进行试验模态分析，得到各测点的响应数据。根据模型修正方法，设定了待修正模型的变量，并根据灵敏度分析确定了优化目标。最终根据试验数据在Nastran软件中识别得到齿轮啮合结合部的刚度，并计算得其阻尼值。 根据提出的直齿轮传动系统动力学建模方法，对试件建立了动力学模型，并在Nastran软件中分析了其前5阶固有频率和振型。跟试验分析结果相比，理论计算的固有频率误差最大只有3.9%，振型也吻合的较好，验证了文中所提方法的有效性。另外，采用其它研究者提出的建模方法对试件进行建模与分析，对比发现，本文所提方法的精度更高。
【关键词】：齿轮 结合部 动力学模型 模型修正 模态分析
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH132.41
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 课题来源8
• 1.2 课题背景8-9
• 1.3 相关领域国内外研究现状分析9-14
• 1.4 国内外研究现状的总结14
• 1.5 本文研究内容14-15
• 1.6 本章小结15-16
• 2 直齿轮传动系统动力学建模理论基础16-26
• 2.1 轴承结合部16-20
• 2.2 齿轮啮合结合部20-23
• 2.3 子结构的有限元实体单元建模23-25
• 2.4 本章小结25-26
• 3 直齿轮传动系统试件的模态试验26-38
• 3.1 试验模态分析理论26-27
• 3.2 模态试验的试件设计27-29
• 3.3 模态试验仪器与装置29-30
• 3.4 模态试验一30-35
• 3.5 模态试验二35-37
• 3.6 本章小结37-38
• 4 结合部参数识别与求解38-51
• 4.1 轴承结合部参数识别与求解38-42
• 4.2 基于模型修正理论的齿轮啮合结合部的参数求解42-50
• 4.3 本章小结50-51
• 5 直齿轮传动系统动力学模型验证51-60
• 5.1 直齿轮传动系统动力学模型51-52
• 5.2 有限元动力学模型的模态分析52-56
• 5.3 与其他研究者的对比56-58
• 5.4 本章小结58-60
• 6 总结与展望60-62
• 6.1 全文总结60-61
• 6.2 全文展望61-62
• 致谢62-63
• 参考文献63-67
• 附录 攻读硕士期间发表的论文情况67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：939343