齒輪系統(tǒng)間隙非線性動力學研究及傳動精度可靠性分析.pdf

1、齒輪系統(tǒng)在現(xiàn)代機器和機械設備中應用廣泛，其動力學特性及傳動精度對于整個機器的性能有著重要的影響。因此，在齒輪設計過程中，尤其對于高速、重載、精密齒輪傳動的設計，必須要考慮齒輪的動力學行為以及動態(tài)傳遞精度。
　　本文以齒輪系統(tǒng)作為研究對象，通過對齒輪間隙非線性動力學模型分析，研究了以動態(tài)傳遞誤差為響應，參數(shù)對齒輪系統(tǒng)動態(tài)特性的影響，分析了參數(shù)對動態(tài)傳遞誤差的動態(tài)靈敏度，探索了齒輪系統(tǒng)傳動精度可靠性分析方法，設計了齒輪傳動精度實驗臺，

2、完成了如下研究工作:
　　(1)詳細闡述了齒輪系統(tǒng)所涉及到的動態(tài)激勵類型與性質;采用材料力學方式，求解了單對齒輪時變嚙合剛度，并建立了傅里葉函數(shù)擬合時變剛度;
　　(2)分析了齒輪系統(tǒng)間隙非線性動力學特性。運用集中質量法建立了考慮時變嚙合剛度、齒側間隙、齒輪誤差等非線性因素影響的齒輪系統(tǒng)間隙非線性動力學模型;以動態(tài)傳遞誤差為響應，采用Runge-Kutta解法進行求解，將計算結果和Adams預估校正求解結果進行對比，檢驗了R

3、unge-Kutta解法的計算精度;分析了頻率、阻尼比、嚙合剛度、外力矩對齒輪系統(tǒng)時域響應的影響。研究了齒輪系統(tǒng)動態(tài)靈敏度。采用Newmark-β法對振動微分方程求解，對齒輪系統(tǒng)動態(tài)靈敏度分析，評價了嚙合剛度、外力矩、轉動慣量和阻尼對動態(tài)誤差響應的影響程度。
　　(3)研究了齒輪系統(tǒng)傳動精度可靠度與可靠性靈敏度的分析方法。結合多自由度非線性隨機振動系統(tǒng)可靠性分析的首次超限破壞理論，建立了齒輪傳動精度可靠性模型，針對齒輪系統(tǒng)動態(tài)誤差

4、功能函數(shù)求解困難，數(shù)值計算過于耗時等問題，提出功能函數(shù)擬合的人工神經網(wǎng)絡方法，并采用一次二階矩進行可靠性分析，利用Monte Carlo方法驗證可靠性分析的精度，并且分析了齒輪系統(tǒng)動態(tài)可靠度，反映了可靠度隨時間變化的細節(jié)，危險點位置。研究齒輪系統(tǒng)傳動精度可靠性靈敏度分析問題，評價外力矩、彈性模量、齒寬、嚙合阻尼、齒輪轉動慣量的分布參數(shù)對傳動精度可靠性的影響程度。
　　(4)設計了一種齒輪傳動精度測試實驗臺，該實驗臺采用綜合的測量方