金屬橡膠復(fù)合齒輪副動(dòng)力學(xué)及振動(dòng)特性研究.pdf

1、本課題來(lái)源于國(guó)家自然科學(xué)基金“工業(yè)機(jī)器人高可靠精密濾波驅(qū)動(dòng)裝置應(yīng)用基礎(chǔ)研究”和某軍品配套項(xiàng)目“某高型高精度減速器的研制”。
　　隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)在制造業(yè)上投入不斷增加的同時(shí)也對(duì)該行業(yè)的產(chǎn)出有了更高的要求。其中作為制造業(yè)工業(yè)傳動(dòng)系統(tǒng)中重要組成部分的減速器受到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。由于減速器在軍事裝備上的應(yīng)用條件越來(lái)越苛刻，為了應(yīng)對(duì)復(fù)雜的極端工作條件和多變的載荷與驅(qū)動(dòng)等情況，重慶大學(xué)王家序教授經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)數(shù)年的專(zhuān)心研究提

2、出了橡膠合金濾波減速器，以此來(lái)解決和應(yīng)對(duì)在減速器方面存在的振動(dòng)、卡澀、卡死等突出問(wèn)題。但是，在科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步和發(fā)展的同時(shí)，由于減速器使用的橡膠材料不能更好的滿(mǎn)足高溫和低溫等極端工作情況，且在大載荷下很容易損壞等，王家序教授又提出了金屬橡膠的概念，將原橡膠合金濾波減速器中的橡膠合金替換為金屬橡膠，金屬橡膠作為一種金屬材料，不僅具有橡膠合金的變形補(bǔ)償功能，而且能不受高低溫等嚴(yán)苛的工作環(huán)境的影響，同時(shí)可以很大程度上提高濾波齒輪傳動(dòng)副的承載能

3、力。
　　考慮到金屬橡膠合金是首次應(yīng)用于濾波減速器中，因此本文的研究仍處于前期的探索階段，主要以其核心部件金屬橡膠復(fù)合齒輪副為研究對(duì)象，從金屬橡膠材料的性能及金屬橡膠復(fù)合齒輪副的實(shí)驗(yàn)振動(dòng)性能兩大方面進(jìn)行探索研究。論文的主要內(nèi)容如下：
　?。?）分析金屬橡膠材料的材料性能，基于小曲梁模型初步建立金屬橡膠材料力與位移的本構(gòu)模型，設(shè)計(jì)計(jì)算出金屬橡膠材料的相對(duì)密度和彈性模量，通過(guò)對(duì)不同密度的金屬橡膠材料進(jìn)行壓縮實(shí)驗(yàn)得出了5種不同相對(duì)

4、密度金屬橡膠不同壓縮量和不同密度下力與位移的遲滯關(guān)系曲線，通過(guò)五次擬合得出最佳的曲線擬合系數(shù)，最終求得金屬橡膠材料的剛度和阻尼等動(dòng)特性參數(shù)。
　?。?）基于原有的濾波減速器結(jié)構(gòu)，提出了一種新的金屬橡膠復(fù)合齒輪副結(jié)構(gòu)，通過(guò)變形協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)的方法確定齒輪副的基本結(jié)構(gòu)參數(shù)，通過(guò)ABAQUS有限元分析軟件仿真對(duì)齒輪副在高低溫情況下最大變形量進(jìn)行可靠性驗(yàn)算，采用變形協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)的方法確定復(fù)合齒輪副在常溫下的最佳緊量，確定了齒輪副的結(jié)構(gòu)參數(shù)。

5、　?。?）綜合考慮時(shí)變嚙合剛度、嚙合阻尼、齒輪誤差激勵(lì)、軸承支撐剛度、支撐阻尼、傳動(dòng)軸扭轉(zhuǎn)剛度、扭轉(zhuǎn)阻尼及金屬橡膠徑向支撐剛度和支撐阻尼等因素，采用集中質(zhì)量法建立了彎-扭耦合的6自由度非線性振動(dòng)模型，對(duì)上訴方程通過(guò)MATLAB編程求解；通過(guò)Adams虛擬仿真軟件建立了剛?cè)狁詈蠌?fù)合齒輪副的虛擬樣機(jī)模型，仿真得出了剛?cè)狁詈蠌?fù)合齒輪副與金屬齒輪副的嚙合力變化規(guī)律及振動(dòng)特性。
　?。?）采用對(duì)比分析的方式，對(duì)同等條件下的金屬齒輪副和金屬橡