小傾角船用齒輪箱接觸分析及動態(tài)特性研究.pdf

1、課題來源于“十一五”國家科技支撐計(jì)劃課題“高速、重載、精密機(jī)械傳動系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究”子課題“船用齒輪關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化(2006BAF01B07-02)”。
　　 小傾角船用齒輪箱的輸入軸與輸出軸存在一個較小夾角,從而使螺旋槳獲得一個入水角,解決了船用齒輪箱安裝空間狹小的問題,廣泛應(yīng)用于高速游艇、快艇動力傳動系統(tǒng)中。小傾角船用齒輪箱采用變厚齒輪實(shí)現(xiàn)相交軸與交錯軸傳動,使用過程中存在振動大、噪聲高、早期磨損等問題,嚴(yán)重影響了其推廣進(jìn)

2、程。論文針對這些問題結(jié)合小傾角船用齒輪箱傳動特點(diǎn),從齒輪嚙合原理出發(fā),研究變厚齒輪傳動嚙合特性,對非漸開線變厚齒輪進(jìn)行接觸分析,從系統(tǒng)動力學(xué)角度對小傾角齒輪箱固有特性和動態(tài)響應(yīng)進(jìn)行理論分析與試驗(yàn)研究,具有重要的理論意義和工程實(shí)際價值。
　　 論文的主要內(nèi)容如下:
　　 ①小傾角船用齒輪箱傳動系統(tǒng)非漸開線變厚齒輪的齒面方程的推導(dǎo)。根據(jù)齒輪嚙合原理,通過坐標(biāo)變換,以漸開線變厚齒輪副為加工面,推導(dǎo)出與其組成相交軸、交錯軸傳動的

3、非漸開線變厚齒輪的齒面方程,進(jìn)行齒面重構(gòu)與齒輪三維模型建立。
　　 ②采用有限元方法對考慮安裝誤差工況下小傾角船用齒輪箱傳動系統(tǒng)齒輪接觸特性進(jìn)行分析。對負(fù)載工況下變厚齒輪進(jìn)行接觸分析,討論中心距、軸向竄動和角度安裝誤差對齒輪接觸特性的影響。根據(jù)綜合誤差下的齒輪變形量,對輪齒進(jìn)行齒端修形和齒廓修形,修形后變厚齒輪副的接觸特性得到較大改善,消除了邊緣接觸和偏載現(xiàn)象。
　　 ③小傾角船用齒輪箱傳動系統(tǒng)內(nèi)部動態(tài)激勵研究。建立變厚

4、齒輪傳動全齒面的時變剛度分析模型,分析相交軸與交錯軸變厚齒輪傳動時變嚙合剛度。將變厚齒輪副離散簡化成若干斜齒輪,考慮制造誤差、變厚齒輪時變嚙合剛度、嚙入嚙出沖擊等內(nèi)部激勵,計(jì)算小傾角船用齒輪箱各級傳動齒輪副的內(nèi)部動態(tài)激勵。
　　 ④小傾角船用齒輪箱系統(tǒng)動態(tài)特性分析。建立小傾角船用齒輪箱齒輪-軸-軸承-箱體系統(tǒng)耦合三維動力學(xué)分析模型,對齒輪箱系統(tǒng)進(jìn)行模態(tài)分析,得到齒輪箱系統(tǒng)的固有頻率和振型。在內(nèi)部動態(tài)激勵的作用下,分別對齒輪箱系統(tǒng)