基于虛實混合的齒輪箱體動力學建模與分析
本文關(guān)鍵詞:基于虛實混合的齒輪箱體動力學建模與分析,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展,工業(yè)也開始面臨新的挑戰(zhàn),齒輪箱作為機械產(chǎn)品中的必不可少的部件之一,廣泛應(yīng)用于各行各業(yè),尤其是在機械制造,汽車制造,航空工業(yè),航海事業(yè),電力系統(tǒng)以及國防事業(yè)等行業(yè)。齒輪傳動系統(tǒng)中所需傳遞的功率越來越大,齒輪的旋轉(zhuǎn)速度也越來越快,其工作精度要求也越來越高,面對箱體振動的其他一些問題變得更加棘手,振動不僅會導致箱體的工作性能降低,還會對箱體的使用性能產(chǎn)生很大影響。所以,對齒輪箱箱體的振動問題進行研究就顯得尤為重要。首先本課題是以單級齒輪減速器箱體作為研究對象,對其進行測繪獲取各項數(shù)據(jù)進而完成其圖紙的繪制,利用三維軟件建立齒輪箱箱體的三維模型,然后導入到分析軟件完成模態(tài)分析,獲得箱體結(jié)構(gòu)的固有特性。搭建箱體的模態(tài)試驗平臺,對箱體布點,以力錘的敲擊為激勵,獲得箱體模態(tài)試驗分析結(jié)果。進一步修改有限元齒輪箱體模型參數(shù),使其與試驗模態(tài)一致。完成參數(shù)修改后,建立傳動系統(tǒng)的嚙合型彎-扭耦合動力學方程,計算支撐動載荷,并將該動載荷施加到修正后的有限元模型,對箱體模型進行瞬態(tài)分析,獲取箱體的強度分析結(jié)果。本課題對箱體結(jié)構(gòu)的分析結(jié)合理論知識和模態(tài)試驗結(jié)果,對箱體的有限元模型進行了分析,對箱體結(jié)構(gòu)和其他一些結(jié)構(gòu)體的設(shè)計和優(yōu)化均有一定的參考價值。
【關(guān)鍵詞】:齒輪箱箱體 模態(tài)分析 有限元分析 模態(tài)試驗
【學位授予單位】:長安大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2015
【分類號】:TH132.41
【目錄】:
- 摘要4-5
- ABSTRACT5-8
- 第一章 緒論8-16
- 1.1 引言8
- 1.2 選題背景及研究意義8-11
- 1.2.1 選題背景9-10
- 1.2.2 研究意義10-11
- 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
- 1.4 主要研究內(nèi)容及工作安排12-16
- 1.4.1 主要研究內(nèi)容12-13
- 1.4.2 研究方法及技術(shù)路線13-16
- 第二章 齒輪箱三維建模及有限元分析16-26
- 2.1 相關(guān)軟件介紹16-17
- 2.1.1 Pro/E軟件介紹16
- 2.1.2 ANSYS軟件介紹16-17
- 2.2 齒輪箱體建模與有限元分析分析17-23
- 2.2.1 模型建立17-18
- 2.2.2 有限元分析18-23
- 2.3 本章小結(jié)23-26
- 第三章 齒輪箱體模態(tài)試驗26-46
- 3.1 概述26
- 3.2 模態(tài)試驗系統(tǒng)組成26-29
- 3.2.1 模態(tài)試驗設(shè)備26-28
- 3.2.2 試驗系統(tǒng)28-29
- 3.3 試驗方法29-32
- 3.3.1 試驗原理29-30
- 3.3.2 試驗方法30-31
- 3.3.3 支撐方式31-32
- 3.3.4 激勵方式32
- 3.4 試驗前的預備工作32-35
- 3.4.1 箱體布點32-34
- 3.4.2 測試系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置34-35
- 3.5 模態(tài)試驗及注意事項35-38
- 3.5.1 模態(tài)試驗35-37
- 3.5.2 注意事項37-38
- 3.6 模態(tài)參數(shù)的確定38-43
- 3.7 與有限元結(jié)果的對比43-44
- 3.8 本章小結(jié)44-46
- 第四章 齒輪箱體參數(shù)與固有特性關(guān)系46-58
- 4.1 箱體參數(shù)的相關(guān)性分析方法46-47
- 4.2 頻率對比47-48
- 4.3 齒輪箱體模型參數(shù)修改48-55
- 4.3.1 彈性模量48-50
- 4.3.2 泊松比50-51
- 4.3.3 密度51-52
- 4.3.4 網(wǎng)格52-54
- 4.3.5 單元類型54-55
- 4.4 模型修正結(jié)果55-56
- 4.5 本章小結(jié)56-58
- 第五章 齒輪箱體動力學建模及分析58-72
- 5.1 齒輪傳動系統(tǒng)動力學建模與分析58-67
- 5.1.1 嚙合剛度及支撐剛度的計算61-64
- 5.1.2 用Newark法求解64-67
- 5.2 箱體模型修改后的動力學分析67-70
- 5.3 本章小結(jié)70-72
- 結(jié)論與展望72-74
- 結(jié)論72-73
- 展望73-74
- 參考文獻74-77
- 攻讀學位期間取得的研究成果77-78
- 致謝78
【參考文獻】
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