基于能量有限元的齒輪箱系統(tǒng)建模與振動控制研究.pdf

1、齒輪箱系統(tǒng)就是通過傳動齒輪來傳遞功率的齒輪傳遞組件。一般是由齒輪、軸、軸承和箱體等組成。廣泛應(yīng)用于航空、航海、電力、運(yùn)輸?shù)雀鞣N工業(yè)設(shè)備中，其振動噪聲問題受到廣泛關(guān)注。隨著現(xiàn)代工程技術(shù)的不斷發(fā)展，齒輪箱系統(tǒng)傳遞功率不斷提高，輕薄的結(jié)構(gòu)和加快的轉(zhuǎn)速使得齒輪箱系統(tǒng)的高頻振動噪聲問題越來越突出，這不僅影響了設(shè)備的精度和安全，同時對環(huán)境也造成了巨大的噪聲問題，嚴(yán)重影響了人們的生產(chǎn)生活?；诖藢X輪箱系統(tǒng)振動噪聲問題的研究具有重要的理論價值和現(xiàn)實(shí)意

2、義。本文從能量傳遞的角度出發(fā)，建立了齒輪箱彈性耦合系統(tǒng)振動分析模型，研究了齒輪箱振動傳遞通道的能量平衡方程。應(yīng)用導(dǎo)納理論，分析了齒輪箱系統(tǒng)復(fù)雜耦合結(jié)構(gòu)能量傳遞特性?；谀芰坑邢拊ń⒘税S承在內(nèi)的齒輪箱整體結(jié)構(gòu)組集矩陣。最后對各種結(jié)構(gòu)參數(shù)對能量傳遞特性的影響進(jìn)行了研究，為系統(tǒng)優(yōu)化提供了理論基礎(chǔ)。本文所使用的能量有限元法能夠克服傳統(tǒng)有限元法只適合低頻段的局限，同時又具有較統(tǒng)計(jì)能量法更加精確的分析精度，并可得到各子結(jié)構(gòu)內(nèi)部具體的能量分布

3、信息。
　　首先，本文研究了齒輪箱系統(tǒng)振動噪聲產(chǎn)生機(jī)理，并分析了振動的傳播路徑，建立了齒輪箱彈性耦合系統(tǒng)振動分析模型。通過求解作為振動傳遞通道的齒輪軸上的功率流和能量密度，推導(dǎo)了系統(tǒng)能量平衡方程，并分析討論了各種邊界條件下的功率流邊界條件。
　　其次，討論了應(yīng)用有限元法對能量平衡方程進(jìn)行求解的方法。將齒輪箱振動傳遞通道離散為一維波導(dǎo)單元耦合結(jié)構(gòu)，應(yīng)用Galerkin法推導(dǎo)了通道單元矩陣方程;而后分析并利用振動通道單元間的能量