直齒輪傳動系統(tǒng)動力學(xué)建模方法研究.pdf

1、齒輪傳動因傳動比穩(wěn)定,傳動效率高等優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于機床、汽車、飛機等機械系統(tǒng)中。齒輪傳動系統(tǒng)因為齒輪嚙合以及軸系等結(jié)構(gòu)的存在,極大地影響著整個機械系統(tǒng)的動力學(xué)特性。然而,齒輪傳動系統(tǒng)相對復(fù)雜,并含有軸承、齒輪等結(jié)合部,導(dǎo)致很難對其建立精確的動力學(xué)模型。針對這一問題,本文建立了軸承結(jié)合部和齒輪嚙合結(jié)合部的簡化動力學(xué)模型并研究了這兩個結(jié)合部的參數(shù)識別方法,結(jié)合實體單元的有限元建模法,提出了建立直齒輪傳動系統(tǒng)動力學(xué)模型的方法。同時,設(shè)計了一

2、個齒輪箱,以驗證文中所提方法的有效性。
　　為識別軸承結(jié)合部剛度,對軸-軸承-機座系統(tǒng)進行簡化動力學(xué)建模,基于此模型,推導(dǎo)了軸承結(jié)合部剛度識別的公式。為識別得到齒輪箱試件中軸承結(jié)合部的參數(shù),對拆掉部分組件的齒輪箱試件做試驗?zāi)B(tài)分析,得到試件上各測點的響應(yīng)數(shù)據(jù)。根據(jù)推導(dǎo)的軸承結(jié)合部剛度識別公式與試驗數(shù)據(jù),識別得試件中兩個軸承結(jié)合部的剛度,并計算得到其阻尼值。
　　基于模型修正理論,提出了齒輪嚙合結(jié)合部參數(shù)的識別方法。對裝配好的

3、齒輪箱試件進行試驗?zāi)B(tài)分析,得到各測點的響應(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)試驗數(shù)據(jù)在Nastran軟件中識別得到齒輪嚙合結(jié)合部的剛度,并計算得其阻尼值。
　　根據(jù)提出的直齒輪傳動系統(tǒng)動力學(xué)建模方法,對試件建立了動力學(xué)模型,并在Nastran軟件中分析了其前5階固有頻率和振型。跟試驗分析結(jié)果相比,理論計算的固有頻率誤差最大只有3.9％,振型也吻合的較好,驗證了文中所提方法的有