直齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模方法研究.pdf

1、齒輪傳動(dòng)因傳動(dòng)比穩(wěn)定,傳動(dòng)效率高等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于機(jī)床、汽車、飛機(jī)等機(jī)械系統(tǒng)中。齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)因?yàn)辇X輪嚙合以及軸系等結(jié)構(gòu)的存在,極大地影響著整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性。然而,齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜,并含有軸承、齒輪等結(jié)合部,導(dǎo)致很難對(duì)其建立精確的動(dòng)力學(xué)模型。針對(duì)這一問(wèn)題,本文建立了軸承結(jié)合部和齒輪嚙合結(jié)合部的簡(jiǎn)化動(dòng)力學(xué)模型并研究了這兩個(gè)結(jié)合部的參數(shù)識(shí)別方法,結(jié)合實(shí)體單元的有限元建模法,提出了建立直齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的方法。同時(shí),設(shè)計(jì)了一

2、個(gè)齒輪箱,以驗(yàn)證文中所提方法的有效性。
　　為識(shí)別軸承結(jié)合部剛度,對(duì)軸-軸承-機(jī)座系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)化動(dòng)力學(xué)建模,基于此模型,推導(dǎo)了軸承結(jié)合部剛度識(shí)別的公式。為識(shí)別得到齒輪箱試件中軸承結(jié)合部的參數(shù),對(duì)拆掉部分組件的齒輪箱試件做試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析,得到試件上各測(cè)點(diǎn)的響應(yīng)數(shù)據(jù)。根據(jù)推導(dǎo)的軸承結(jié)合部剛度識(shí)別公式與試驗(yàn)數(shù)據(jù),識(shí)別得試件中兩個(gè)軸承結(jié)合部的剛度,并計(jì)算得到其阻尼值。
　　基于模型修正理論,提出了齒輪嚙合結(jié)合部參數(shù)的識(shí)別方法。對(duì)裝配好的

3、齒輪箱試件進(jìn)行試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析,得到各測(cè)點(diǎn)的響應(yīng)數(shù)據(jù)。根據(jù)模型修正方法,設(shè)定了待修正模型的變量,并根據(jù)靈敏度分析確定了優(yōu)化目標(biāo)。最終根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)在Nastran軟件中識(shí)別得到齒輪嚙合結(jié)合部的剛度,并計(jì)算得其阻尼值。
　　根據(jù)提出的直齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模方法,對(duì)試件建立了動(dòng)力學(xué)模型,并在Nastran軟件中分析了其前5階固有頻率和振型。跟試驗(yàn)分析結(jié)果相比,理論計(jì)算的固有頻率誤差最大只有3.9％,振型也吻合的較好,驗(yàn)證了文中所提方法的有