考虑齿轮啮合特征的密封转子系统动态特性研究
发布时间：2021-06-22 19:02
转子系统作为旋转机械的核心部件,转子系统运行的稳定性直接影响旋转机械的工作性能。如果转子系统失稳,轻则影响机械的工作效率,重则可能导致经济损失以及重大的安全事故。对于有密封要求的旋转机械而言,传动装置及转子上的密封件对转子系统运行的稳定性起着决定性的作用,两者对于转子系统的影响,使得转子系统的动态特性较为复杂。本文针对传动装置以及密封件影响下的转子系统,在较为全面的考虑系统影响因素以及系统自由度的前提下,建立考虑多种影响因素的多自由度非线性系统模型,对转子系统在传动装置以及密封件影响下的动态特性进行研究,有助于提高转子系统的稳定性,为进一步的研究提供理论参考。本文基于动力学理论,针对考虑齿轮啮合特征的密封转子系统,采用先部分后整体的研究思路。首先对行星齿轮增速系统以及带有接触式密封件的转子系统分别作了较为全面、深入的理论分析,分别建立了考虑多种激励因素影响的多自由度等效动力学模型。随后对两部分进行整合,对考虑齿轮啮合特征的密封转子系统的动力学微分方程进行推导,并采用数值积分法,运用Matlab编程软件,求解系统的动力学微分方程,最后进行了仿真分析以及试验研究,并将仿真和试验结果分别与理...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线
2行星齿轮增速系统动力学模型72行星齿轮增速系统动力学模型在理论分析方面，齿轮系统动力学的理论基础由最早的冲击理论逐渐发展为振动理论，即将齿轮系统视为具有弹性的机械振动系统，研究啮合刚度、冲击以及传递误差等激励作用下系统的动态特性，从而为现代齿轮系统动态特性的研究提供理论基矗本章所要研究的传动装置，简化模型如图2-1所示，其结构采用直齿行星齿轮传动形式，该系统虽然在承载能力、传动效率、重量等方面有诸多优势，但在运动与动力传递过程中，由于自身的因素会产生振动，对负载运行的稳定性会有一定的影响，甚至影响整个机组运行的稳定性，因此，为了弄清传动装置对负载的影响，本章建立与实际齿轮系统较为符合的非线性时变模型，用以分析行星齿轮传动系统的动态特性。图2-1简化模型Fig.2-1SimplifiedModel2.1直齿行星齿轮系统相关参数计算图2-2所示为直齿行星齿轮传动系统的结构示意图，行星架、太阳轮分别为运动和动力的输入、输出构件，内齿圈固定，系统中三个行星轮具有完全相同的设计参数，并且均匀布置于行星架上。图2-2直齿行星齿轮传动系统结构示意图Fig.2-2StructuralschematicdiagramofSpurPlanetaryGearDriveSystem图中：inT——输入转矩；
2行星齿轮增速系统动力学模型72行星齿轮增速系统动力学模型在理论分析方面，齿轮系统动力学的理论基础由最早的冲击理论逐渐发展为振动理论，即将齿轮系统视为具有弹性的机械振动系统，研究啮合刚度、冲击以及传递误差等激励作用下系统的动态特性，从而为现代齿轮系统动态特性的研究提供理论基矗本章所要研究的传动装置，简化模型如图2-1所示，其结构采用直齿行星齿轮传动形式，该系统虽然在承载能力、传动效率、重量等方面有诸多优势，但在运动与动力传递过程中，由于自身的因素会产生振动，对负载运行的稳定性会有一定的影响，甚至影响整个机组运行的稳定性，因此，为了弄清传动装置对负载的影响，本章建立与实际齿轮系统较为符合的非线性时变模型，用以分析行星齿轮传动系统的动态特性。图2-1简化模型Fig.2-1SimplifiedModel2.1直齿行星齿轮系统相关参数计算图2-2所示为直齿行星齿轮传动系统的结构示意图，行星架、太阳轮分别为运动和动力的输入、输出构件，内齿圈固定，系统中三个行星轮具有完全相同的设计参数，并且均匀布置于行星架上。图2-2直齿行星齿轮传动系统结构示意图Fig.2-2StructuralschematicdiagramofSpurPlanetaryGearDriveSystem图中：inT——输入转矩；
【参考文献】：
期刊论文
[1]转子动力学研究进展[J]. 韩清凯,马辉. 动力学与控制学报. 2018(06)
[2]直齿行星齿轮动力学建模与分析研究[J]. 潘博,孙京,于登云,胡华君. 动力学与控制学报. 2018(02)
[3]转子-滑动轴承系统动力学相似性研究[J]. 王永亮,崔颖,韩聿,曾之禄. 振动与冲击. 2017(01)
[4]大型风电齿轮箱系统耦合动态特性研究[J]. 魏静,孙清超,孙伟,赵飞,李永红,郭爱贵. 振动与冲击. 2012(08)
[5]基于谐波平衡法的复合行星齿轮传动系统非线性动态特性[J]. 巫世晶,刘振皓,王晓笋,朱恩涌. 机械工程学报. 2011(01)
[6]含摩擦力的行星齿轮传动系统非线性动力学模型[J]. 朱恩涌,巫世晶,王晓笋,邓明星,潜波. 振动与冲击. 2010(08)
[7]转子-轴承-密封耦合系统的非线性振动特性研究[J]. 刘焰明,朱汉华,范世东,张绪猛. 润滑与密封. 2009(01)
[8]2K-H行星齿轮传动非线性动力学[J]. 孙智民,季林红,沈允文. 清华大学学报(自然科学版). 2003(05)
[9]迷宫密封转子系统非线性动力稳定性的研究[J]. 李松涛,许庆余,万方义. 应用力学学报. 2002(02)
博士论文
[1]旋转机械刷式密封及其轴系非线性动力学特性研究[D]. 魏塬.哈尔滨工业大学 2017
[2]考虑润滑效应的人字齿轮—转子—滑动轴承系统动力学特性分析[D]. 尹明虎.西北工业大学 2017
[3]渐开线直齿轮传动系统非线性动力学研究[D]. 王成.北京理工大学 2015
[4]封闭式行星齿轮传动系统动态特性研究[D]. 黄启林.山东大学 2014
[5]叶轮机械密封及转子相互作用研究[D]. 张海.哈尔滨工程大学 2013
[6]功率分流行星齿轮传动系统动态及均载特性研究[D]. 汤鱼.中国舰船研究院 2012
[7]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
[8]转子—轴承—密封系统动力学建模及其特性研究[D]. 肖忠会.复旦大学 2006
硕士论文
[1]旋转机械滑动轴承与密封流体动力特性数值研究[D]. 李胜远.沈阳航空航天大学 2018
[2]多级行星齿轮传动系统非线性动力学建模与分析[D]. 陈甫.昆明理工大学 2017
[3]半直驱风力发电机行星齿轮传动系统动力学建模与分析[D]. 程言丽.昆明理工大学 2015
本文编号：3243375
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线
2行星齿轮增速系统动力学模型72行星齿轮增速系统动力学模型在理论分析方面，齿轮系统动力学的理论基础由最早的冲击理论逐渐发展为振动理论，即将齿轮系统视为具有弹性的机械振动系统，研究啮合刚度、冲击以及传递误差等激励作用下系统的动态特性，从而为现代齿轮系统动态特性的研究提供理论基矗本章所要研究的传动装置，简化模型如图2-1所示，其结构采用直齿行星齿轮传动形式，该系统虽然在承载能力、传动效率、重量等方面有诸多优势，但在运动与动力传递过程中，由于自身的因素会产生振动，对负载运行的稳定性会有一定的影响，甚至影响整个机组运行的稳定性，因此，为了弄清传动装置对负载的影响，本章建立与实际齿轮系统较为符合的非线性时变模型，用以分析行星齿轮传动系统的动态特性。图2-1简化模型Fig.2-1SimplifiedModel2.1直齿行星齿轮系统相关参数计算图2-2所示为直齿行星齿轮传动系统的结构示意图，行星架、太阳轮分别为运动和动力的输入、输出构件，内齿圈固定，系统中三个行星轮具有完全相同的设计参数，并且均匀布置于行星架上。图2-2直齿行星齿轮传动系统结构示意图Fig.2-2StructuralschematicdiagramofSpurPlanetaryGearDriveSystem图中：inT——输入转矩；
2行星齿轮增速系统动力学模型72行星齿轮增速系统动力学模型在理论分析方面，齿轮系统动力学的理论基础由最早的冲击理论逐渐发展为振动理论，即将齿轮系统视为具有弹性的机械振动系统，研究啮合刚度、冲击以及传递误差等激励作用下系统的动态特性，从而为现代齿轮系统动态特性的研究提供理论基矗本章所要研究的传动装置，简化模型如图2-1所示，其结构采用直齿行星齿轮传动形式，该系统虽然在承载能力、传动效率、重量等方面有诸多优势，但在运动与动力传递过程中，由于自身的因素会产生振动，对负载运行的稳定性会有一定的影响，甚至影响整个机组运行的稳定性，因此，为了弄清传动装置对负载的影响，本章建立与实际齿轮系统较为符合的非线性时变模型，用以分析行星齿轮传动系统的动态特性。图2-1简化模型Fig.2-1SimplifiedModel2.1直齿行星齿轮系统相关参数计算图2-2所示为直齿行星齿轮传动系统的结构示意图，行星架、太阳轮分别为运动和动力的输入、输出构件，内齿圈固定，系统中三个行星轮具有完全相同的设计参数，并且均匀布置于行星架上。图2-2直齿行星齿轮传动系统结构示意图Fig.2-2StructuralschematicdiagramofSpurPlanetaryGearDriveSystem图中：inT——输入转矩；
【参考文献】：
期刊论文
[1]转子动力学研究进展[J]. 韩清凯,马辉. 动力学与控制学报. 2018(06)
[2]直齿行星齿轮动力学建模与分析研究[J]. 潘博,孙京,于登云,胡华君. 动力学与控制学报. 2018(02)
[3]转子-滑动轴承系统动力学相似性研究[J]. 王永亮,崔颖,韩聿,曾之禄. 振动与冲击. 2017(01)
[4]大型风电齿轮箱系统耦合动态特性研究[J]. 魏静,孙清超,孙伟,赵飞,李永红,郭爱贵. 振动与冲击. 2012(08)
[5]基于谐波平衡法的复合行星齿轮传动系统非线性动态特性[J]. 巫世晶,刘振皓,王晓笋,朱恩涌. 机械工程学报. 2011(01)
[6]含摩擦力的行星齿轮传动系统非线性动力学模型[J]. 朱恩涌,巫世晶,王晓笋,邓明星,潜波. 振动与冲击. 2010(08)
[7]转子-轴承-密封耦合系统的非线性振动特性研究[J]. 刘焰明,朱汉华,范世东,张绪猛. 润滑与密封. 2009(01)
[8]2K-H行星齿轮传动非线性动力学[J]. 孙智民,季林红,沈允文. 清华大学学报(自然科学版). 2003(05)
[9]迷宫密封转子系统非线性动力稳定性的研究[J]. 李松涛,许庆余,万方义. 应用力学学报. 2002(02)
博士论文
[1]旋转机械刷式密封及其轴系非线性动力学特性研究[D]. 魏塬.哈尔滨工业大学 2017
[2]考虑润滑效应的人字齿轮—转子—滑动轴承系统动力学特性分析[D]. 尹明虎.西北工业大学 2017
[3]渐开线直齿轮传动系统非线性动力学研究[D]. 王成.北京理工大学 2015
[4]封闭式行星齿轮传动系统动态特性研究[D]. 黄启林.山东大学 2014
[5]叶轮机械密封及转子相互作用研究[D]. 张海.哈尔滨工程大学 2013
[6]功率分流行星齿轮传动系统动态及均载特性研究[D]. 汤鱼.中国舰船研究院 2012
[7]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
[8]转子—轴承—密封系统动力学建模及其特性研究[D]. 肖忠会.复旦大学 2006
硕士论文
[1]旋转机械滑动轴承与密封流体动力特性数值研究[D]. 李胜远.沈阳航空航天大学 2018
[2]多级行星齿轮传动系统非线性动力学建模与分析[D]. 陈甫.昆明理工大学 2017
[3]半直驱风力发电机行星齿轮传动系统动力学建模与分析[D]. 程言丽.昆明理工大学 2015
本文编号：3243375
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