本文關(guān)鍵詞：齒輪傳動系統(tǒng)的動態(tài)特性及參數(shù)合理匹配研究

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【摘要】：首先,本文建立了復(fù)合行星齒輪傳動系統(tǒng)的“純扭轉(zhuǎn)—沖擊模型”,螺旋錐齒輪傳動系統(tǒng)的“振動—沖擊—扭轉(zhuǎn)模型”,正交面齒輪傳動系統(tǒng)的“帶摩擦振沖—扭轉(zhuǎn)模型”。通過Solidworks軟件建立了這三個齒輪傳動系統(tǒng)的三維實體,并獲得相應(yīng)的系統(tǒng)基本參數(shù)。其次,運用Poincaré映射理論,并采用變步長的四階Runge-Kutta數(shù)值積分方法,借助雙參數(shù)平面的周期運動分布圖、沖擊狀態(tài)—脫嚙占空比圖和最大動載荷等勢圖,以及單參數(shù)分岔圖、脫嚙占空比圖、相圖、Poincaré映射圖、時域/頻域下的最大動載荷圖和沖擊狀態(tài)圖,在系統(tǒng)參數(shù):km,ka,ξ,b,em,T1,η分別與?共同作用下,分析了控制參數(shù)的改變對齒輪系統(tǒng)周期運動特性、嚙合沖擊狀態(tài)、脫嚙程度以及齒面動載荷特性的影響,以及相應(yīng)的控制參數(shù)域范圍大小、分布規(guī)律、最優(yōu)參數(shù)區(qū)間以及敏感參數(shù)區(qū)域。研究結(jié)果表明:低頻參數(shù)平面內(nèi),復(fù)合行星齒輪系統(tǒng)存在連續(xù)的1~8T運動,并主要表現(xiàn)為1T和2T嚙合運動,周期數(shù)大于8時,周期數(shù)呈現(xiàn)不連續(xù)現(xiàn)象,1T與灰色運動的邊界區(qū)域為敏感參數(shù)區(qū),該敏感邊界線上時常發(fā)生“激變”、“跳躍”和Hopf分岔;高頻參數(shù)平面內(nèi),復(fù)合行星齒輪系統(tǒng)主要呈現(xiàn)出1T、2T和4T的嚙合運動。螺旋錐齒傳動系統(tǒng)和正交面齒輪傳動系統(tǒng)呈現(xiàn)出相似的動態(tài)特性。0/1T與1/1T運動的邊界存在“擦切”分岔曲線和“跳躍”分岔曲線,周期嚙合運動下,齒輪系統(tǒng)的嚙合沖擊頻率為周期嚙合運動頻率的兩倍或相同。0/1T的嚙合運動參數(shù)區(qū),脫嚙占空比DC=0.0,最大動載荷系數(shù)G?(1.0,2.0),系統(tǒng)嚙合運動非常平穩(wěn),帶負載能力強,無沖擊現(xiàn)象產(chǎn)生,噪聲小,為最理想的設(shè)計參數(shù)區(qū);1/1T的嚙合運動參數(shù)區(qū)內(nèi),當最大動載荷系數(shù)G?[2.0,4.0]時,脫嚙占空比DC值相對較小,脫嚙較輕,系統(tǒng)沖擊特性較弱,具有一定的帶負載能力,齒面最大動載荷隨控制參數(shù)平緩連續(xù)的變化,系統(tǒng)嚙合運動表現(xiàn)出較好的平穩(wěn)性,為可選的設(shè)計參數(shù)區(qū);當最大動載荷系數(shù)G4.0時,系統(tǒng)最大動載荷梯度變化劇烈,系統(tǒng)表現(xiàn)為沖擊的亞諧運動、概周期運動或者混沌運動,脫嚙占空比DC值非常大,脫嚙嚴重,帶負載能力低下,為不可取參數(shù)區(qū)。通過研究齒輪傳動系統(tǒng)的動態(tài)特性,以及系統(tǒng)特性參數(shù)間的關(guān)聯(lián)關(guān)系和匹配規(guī)律,為設(shè)計出更高性能要求的齒輪系統(tǒng)提供了理論指導(dǎo)。
【關(guān)鍵詞】：齒輪傳動系統(tǒng) 分岔 嚙合沖擊 脫嚙占空比 動載荷 參數(shù)優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH132.41
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-14
• 1.1 課題來源及名稱9
• 1.2 研究背景和意義9
• 1.3 齒輪傳動系統(tǒng)的動力學(xué)研究現(xiàn)狀及方法9-12
• 1.4 目前存在的主要問題12
• 1.5 本文主要研究工作12-14
• 2 齒輪傳動系統(tǒng)的理論方法14-21
• 2.1 齒輪傳動系統(tǒng)的振動—沖擊特性14-16
• 2.1.1 嚙合沖擊狀態(tài)14-15
• 2.1.2 脫嚙占空比15-16
• 2.2 齒輪傳動系統(tǒng)的動態(tài)激勵16-19
• 2.2.1 綜合傳動誤差16-17
• 2.2.2 時變嚙合剛度17
• 2.2.3 動載荷因素17-18
• 2.2.4 齒面摩擦力18-19
• 2.3 Poincaré映射理論19-20
• 2.4 本章小結(jié)20-21
• 3 復(fù)合行星齒輪傳動系統(tǒng)21-60
• 3.1 復(fù)合行星齒輪傳動系統(tǒng)的動力學(xué)模型21-22
• 3.2 復(fù)合行星齒輪傳動系統(tǒng)的動力學(xué)方程22-24
• 3.3 復(fù)合行星齒輪傳動系統(tǒng)的動態(tài)特性24-56
• 3.3.1 平均嚙合剛度與激勵頻率的匹配關(guān)系30-34
• 3.3.2 剛度變化幅值與激勵頻率的匹配關(guān)系34-38
• 3.3.3 阻尼比與激勵頻率的匹配關(guān)系38-42
• 3.3.4 齒側(cè)間隙與激勵頻率的匹配關(guān)系42-45
• 3.3.5 綜合傳動誤差與激勵頻率的匹配關(guān)系45-49
• 3.3.6 輸入載荷與激勵頻率的匹配關(guān)系49-52
• 3.3.7 功率流系數(shù)與激勵頻率的匹配關(guān)系52-56
• 3.4 復(fù)合行星齒輪傳動系統(tǒng)的參數(shù)優(yōu)化56-59
• 3.5 本章小結(jié)59-60
• 4 螺旋錐齒輪傳動系統(tǒng)60-90
• 4.1 螺旋錐齒輪傳動系統(tǒng)的動力學(xué)模型60-61
• 4.2 螺旋錐齒輪傳動系統(tǒng)的動力學(xué)方程61-65
• 4.3 螺旋錐齒輪傳動系統(tǒng)的動態(tài)特性65-88
• 4.3.1 平均嚙合剛度與激勵頻率的匹配關(guān)系66-71
• 4.3.2 剛度幅值和激勵頻率的匹配關(guān)系71-75
• 4.3.3 嚙合阻尼比和激勵頻率的匹配關(guān)系75-78
• 4.3.4 齒側(cè)間隙與激勵頻率的匹配關(guān)系78-82
• 4.3.5 綜合傳動誤差與激勵頻率的匹配關(guān)系82-85
• 4.3.6 輸入載荷與激勵頻率的匹配關(guān)系85-88
• 4.4 本章小結(jié)88-90
• 5 正交面齒輪傳動系統(tǒng)90-122
• 5.1 正交面齒輪傳動系統(tǒng)的動力學(xué)模型90-91
• 5.2 正交面齒輪傳動系統(tǒng)動力學(xué)方程91-94
• 5.3 正交面齒輪傳動系統(tǒng)的動態(tài)特性94-114
• 5.3.1 平均嚙合剛度與激勵頻率的匹配關(guān)系99-102
• 5.3.2 剛度變化幅值與激勵頻率的匹配關(guān)系102-104
• 5.3.3 阻尼比與激勵頻率的匹配關(guān)系104-106
• 5.3.4 齒側(cè)間隙與激勵頻率的匹配關(guān)系106-108
• 5.3.5 綜合傳動誤差與激勵頻率的匹配關(guān)系108-111
• 5.3.6 輸入載荷與激勵頻率的匹配關(guān)系111-114
• 5.4 正交面齒輪傳動系統(tǒng)的參數(shù)優(yōu)化114-120
• 5.5 本章小結(jié)120-122
• 總結(jié)122-124
• 致謝124-125
• 參考文獻125-129
• 附錄A 高頻下復(fù)合行星齒輪傳動系統(tǒng)的雙參數(shù)平面圖129-141
• 攻讀學(xué)位論文期間參與的科研工作141

【共引文獻】

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本文編號：675465