齒輪箱模態(tài)分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法研究.pdf

1、齒輪箱作為機(jī)械設(shè)備傳動(dòng)系統(tǒng)中一種必不可少的連接和傳遞動(dòng)力的通用部件，其設(shè)計(jì)水平和制造技術(shù)在一定程度上反應(yīng)了國(guó)家的綜合國(guó)力和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，而隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,對(duì)其在傳遞功率大、體積小、重量輕、振動(dòng)小、噪聲低等方面提出了更高的要求。由于齒輪箱工作環(huán)境惡劣，工作時(shí)受到來(lái)自外部的激勵(lì)而產(chǎn)生振動(dòng)；齒輪在嚙合過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生沖擊，沖擊通過(guò)軸和軸承傳遞到齒輪箱體上而引起箱體振動(dòng)。箱體振動(dòng)極易導(dǎo)致齒輪的不對(duì)中，引起箱體的疲勞損傷破壞，降低齒輪箱的使用壽

2、命。由此可見(jiàn)開(kāi)展對(duì)齒輪箱動(dòng)態(tài)特性的研究已顯得至關(guān)重要。
　　 目前，利用模態(tài)分析技術(shù)來(lái)預(yù)估機(jī)械結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性已成為有效途徑之一，將有限元模態(tài)分析與試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析相結(jié)合，利用試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析結(jié)果驗(yàn)證和修正有限元模型已成為一種趨勢(shì)，同時(shí)利用現(xiàn)代優(yōu)化技術(shù)對(duì)齒輪箱在重量、變形、應(yīng)力等方面的優(yōu)化分析也正在日益普遍。
　　 本課題主要開(kāi)展對(duì)齒輪箱的模態(tài)分析，以此來(lái)預(yù)估齒輪箱的動(dòng)態(tài)特性，在齒輪箱有限元模型正確的基礎(chǔ)上對(duì)其做結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析。本文

3、首先介紹了結(jié)構(gòu)模態(tài)分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，針對(duì)有限元分析理論和試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析理論，以及各種試驗(yàn)?zāi)B(tài)參數(shù)辨識(shí)方法，在所建立齒輪箱有限元模型上做有限元模態(tài)分析，通過(guò)分析有限元模態(tài)振型對(duì)齒輪箱的影響，調(diào)整箱體局部剛度來(lái)減小箱體變形。采用單點(diǎn)激勵(lì)多點(diǎn)響應(yīng)的試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析法對(duì)齒輪箱做試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析，利用PolyMAX法辨識(shí)齒輪箱模態(tài)參數(shù)。在試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析基礎(chǔ)上，對(duì)比分析模態(tài)參數(shù)，驗(yàn)證有限元模型的有效性。最后針對(duì)齒輪箱的變形作結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析，以靜力學(xué)