齒輪系統(tǒng)間隙非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)研究及傳動(dòng)精度可靠性分析.pdf

1、齒輪系統(tǒng)在現(xiàn)代機(jī)器和機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用廣泛，其動(dòng)力學(xué)特性及傳動(dòng)精度對(duì)于整個(gè)機(jī)器的性能有著重要的影響。因此，在齒輪設(shè)計(jì)過(guò)程中，尤其對(duì)于高速、重載、精密齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)，必須要考慮齒輪的動(dòng)力學(xué)行為以及動(dòng)態(tài)傳遞精度。
　　本文以齒輪系統(tǒng)作為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)齒輪間隙非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)模型分析，研究了以動(dòng)態(tài)傳遞誤差為響應(yīng)，參數(shù)對(duì)齒輪系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的影響，分析了參數(shù)對(duì)動(dòng)態(tài)傳遞誤差的動(dòng)態(tài)靈敏度，探索了齒輪系統(tǒng)傳動(dòng)精度可靠性分析方法，設(shè)計(jì)了齒輪傳動(dòng)精度實(shí)驗(yàn)臺(tái)，

2、完成了如下研究工作:
　　(1)詳細(xì)闡述了齒輪系統(tǒng)所涉及到的動(dòng)態(tài)激勵(lì)類(lèi)型與性質(zhì);采用材料力學(xué)方式，求解了單對(duì)齒輪時(shí)變嚙合剛度，并建立了傅里葉函數(shù)擬合時(shí)變剛度;
　　(2)分析了齒輪系統(tǒng)間隙非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)特性。運(yùn)用集中質(zhì)量法建立了考慮時(shí)變嚙合剛度、齒側(cè)間隙、齒輪誤差等非線(xiàn)性因素影響的齒輪系統(tǒng)間隙非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)模型;以動(dòng)態(tài)傳遞誤差為響應(yīng)，采用Runge-Kutta解法進(jìn)行求解，將計(jì)算結(jié)果和Adams預(yù)估校正求解結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，檢驗(yàn)了R

3、unge-Kutta解法的計(jì)算精度;分析了頻率、阻尼比、嚙合剛度、外力矩對(duì)齒輪系統(tǒng)時(shí)域響應(yīng)的影響。研究了齒輪系統(tǒng)動(dòng)態(tài)靈敏度。采用Newmark-β法對(duì)振動(dòng)微分方程求解，對(duì)齒輪系統(tǒng)動(dòng)態(tài)靈敏度分析，評(píng)價(jià)了嚙合剛度、外力矩、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和阻尼對(duì)動(dòng)態(tài)誤差響應(yīng)的影響程度。
　　(3)研究了齒輪系統(tǒng)傳動(dòng)精度可靠度與可靠性靈敏度的分析方法。結(jié)合多自由度非線(xiàn)性隨機(jī)振動(dòng)系統(tǒng)可靠性分析的首次超限破壞理論，建立了齒輪傳動(dòng)精度可靠性模型，針對(duì)齒輪系統(tǒng)動(dòng)態(tài)誤差

4、功能函數(shù)求解困難，數(shù)值計(jì)算過(guò)于耗時(shí)等問(wèn)題，提出功能函數(shù)擬合的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，并采用一次二階矩進(jìn)行可靠性分析，利用Monte Carlo方法驗(yàn)證可靠性分析的精度，并且分析了齒輪系統(tǒng)動(dòng)態(tài)可靠度，反映了可靠度隨時(shí)間變化的細(xì)節(jié)，危險(xiǎn)點(diǎn)位置。研究齒輪系統(tǒng)傳動(dòng)精度可靠性靈敏度分析問(wèn)題，評(píng)價(jià)外力矩、彈性模量、齒寬、嚙合阻尼、齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的分布參數(shù)對(duì)傳動(dòng)精度可靠性的影響程度。
　　(4)設(shè)計(jì)了一種齒輪傳動(dòng)精度測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)，該實(shí)驗(yàn)臺(tái)采用綜合的測(cè)量方