直齒輪傳動系統(tǒng)動力學建模方法研究.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構的存在,極大地影響著整個機械系統(tǒng)的動力學特性。然而,齒輪傳動系統(tǒng)相對復雜,并含有軸承、齒輪等結合部,導致很難對其建立精確的動力學模型。針對這一問題,本文建立了軸承結合部和齒輪嚙合結合部的簡化動力學模型并研究了這兩個結合部的參數(shù)識別方法,結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)動力學模型的方法。同時,設計了一

2、個齒輪箱,以驗證文中所提方法的有效性。
　　為識別軸承結合部剛度,對軸-軸承-機座系統(tǒng)進行簡化動力學建模,基于此模型,推導了軸承結合部剛度識別的公式。為識別得到齒輪箱試件中軸承結合部的參數(shù),對拆掉部分組件的齒輪箱試件做試驗模態(tài)分析,得到試件上各測點的響應數(shù)據。根據推導的軸承結合部剛度識別公式與試驗數(shù)據,識別得試件中兩個軸承結合部的剛度,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模態(tài)分析,得到各測點的響應數(shù)據。根據模型修正方法,設定了待修正模型的變量,并根據靈敏度分析確定了優(yōu)化目標。最終根據試驗數(shù)據在Nastran軟件中識別得到齒輪嚙合結合部的剛度,并計算得其阻尼值。
　　根據提出的直齒輪傳動系統(tǒng)動力學建模方法,對試件建立了動力學模型,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