【摘要】：齒輪系統(tǒng)動力學(xué)特性的研究對系統(tǒng)的性能和可靠性有著重要影響。盡管目前對于齒輪動力學(xué)的研究已經(jīng)比較成熟,但是大部分研究都是以齒輪模型為基礎(chǔ)。齒輪模型通常沒有考慮真實齒廓的接觸情況,對齒輪接觸計算過于簡化,因此會降低動力學(xué)計算的準(zhǔn)確性。而輪齒是齒輪嚙合的基本單元。以輪齒模型作為基礎(chǔ)模塊,并考慮真實齒廓的接觸過程,才能準(zhǔn)確地反映系統(tǒng)的動力學(xué)特性。因此,本文以漸開線直齒輪為研究對象,對基于輪齒接觸模型的齒輪動力學(xué)建模方法以及動力學(xué)特性進(jìn)行研究�？紤]漸開線輪齒嚙合的基本原理,得到基于距離檢測的輪齒動態(tài)接觸算法。運用該接觸算法和赫茲接觸模型,并綜合考慮輪齒時變嚙合剛度、阻尼、摩擦和齒輪側(cè)隙等非線性因素,建立漸開線輪齒動態(tài)接觸模型。研究多輪齒嚙合的計算方法,并基于Adams Subroutine二次開發(fā)平臺實現(xiàn)輪齒接觸模塊和多齒接觸模塊的集成,最終建立齒輪動態(tài)接觸模型。分析在給定工況下一對外嚙合和內(nèi)嚙合齒輪動態(tài)響應(yīng)特性和動態(tài)接觸力特性,并根據(jù)理論計算初步驗證模型。另一方面,通過輪齒動態(tài)接觸力的大小和嚙合點的位置,計算齒根動態(tài)彎曲應(yīng)力。分析不同阻尼比和負(fù)載對系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)的影響,并對接觸參數(shù)的選取進(jìn)行討論。以驗證仿真模型為目的,完成齒輪動態(tài)彎曲應(yīng)力實驗的原理設(shè)計,提出通過測量齒根動態(tài)彎曲應(yīng)力實現(xiàn)間接驗證仿真動態(tài)接觸力的方法。考慮傳感器的布置和數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計實驗臺的總體結(jié)構(gòu);基于數(shù)據(jù)采集設(shè)備和Lab VIEW,搭建實驗數(shù)據(jù)采集平臺。在不同工況下對齒輪進(jìn)行實驗,得到系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速、動態(tài)轉(zhuǎn)矩以及動態(tài)彎曲應(yīng)力等數(shù)據(jù)。實驗結(jié)果和仿真結(jié)果表明,實驗測試的齒根動態(tài)彎曲應(yīng)力和仿真計算的動態(tài)彎曲應(yīng)力在數(shù)值大小和變化趨勢上基本相同,從而驗證了仿真模型的準(zhǔn)確性。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH132.413
【圖文】：

常用的方式是通過電阻應(yīng)變片測量齒根彎曲應(yīng)變。Oswald[54]測動系統(tǒng)的行星齒輪的彎曲應(yīng)力。該傳動系統(tǒng)的功率超過了 2200K超過了 700MPa，為大功率傳動系統(tǒng)彎曲應(yīng)力的測試提供了重要在齒根粘貼應(yīng)變片測試了一對塑料直齒輪的齒根彎曲應(yīng)力，并元計算結(jié)果對比，發(fā)現(xiàn)二者吻合得比較好，仿真結(jié)果比實驗結(jié)果大等搭建了直齒輪應(yīng)力測試實驗臺，結(jié)構(gòu)如圖 1-1 所示，并借助 N和 LabVIEW 軟件實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集功能，測量了不同工況下應(yīng)變有限元仿真驗證了實驗數(shù)據(jù)的可靠性。結(jié)果表明，該方法能夠比彎曲應(yīng)力。國內(nèi)學(xué)者也做過很多齒根彎曲應(yīng)力的實驗研究。周長江等[摩擦的齒根彎曲應(yīng)力計算公式。該公式考慮了節(jié)點處摩擦力的方驗對該公式進(jìn)行驗證。結(jié)果表明，實驗測得的彎曲應(yīng)力比計算結(jié)動載系數(shù)的影響則二者的偏差在 10%以內(nèi)。文獻(xiàn)[58]、[59]詳細(xì)曲應(yīng)力實驗臺的基本結(jié)構(gòu)和實驗設(shè)備，為后人在實驗臺結(jié)構(gòu)設(shè)計驗工況選擇上都提供了寶貴的參考。

圖 2-11 交點編號每一個交點 Ai的橫坐標(biāo)通過式（2-67）計算。tan tan ( )ik ipx t —節(jié)點的縱坐標(biāo)；—節(jié)點壓力角。，Bj橫坐標(biāo)通過式（2-68）計算。tan tan ( )jk ipx t 何關(guān)系可得，對于某輪齒 i，與其嚙合的輪齒 j 對應(yīng)的交點 Bj位點(即左側(cè)距離最近的點)。表達(dá)成數(shù)學(xué)語言為：j 1 i 1jx x x 可以得到第 i 號輪齒所對應(yīng)的 j 號輪齒。此處通過排序程序?qū)�，將輪齒 i 和 j 通過式（2-67）和（2-68）轉(zhuǎn)換成角度，傳遞到能計算出該對輪齒的動態(tài)接觸力。至此，通過多齒接觸計算程齒接觸模型到齒輪模型的集成。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2740725