本文關(guān)鍵詞：艦船用兩級(jí)封閉差動(dòng)輪系動(dòng)力學(xué)特性分析

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【摘要】：現(xiàn)代海軍的發(fā)展對(duì)艦船的振動(dòng)和噪聲提出更高的技術(shù)要求,這關(guān)系到艦船隱蔽性和宜居性。本文研究的兩級(jí)封閉差動(dòng)輪系是船舶動(dòng)力裝置的重要部分。系統(tǒng)由差動(dòng)級(jí)行星齒輪、封閉級(jí)行星齒輪、組合齒圈和浮動(dòng)齒圈組成,是艦船機(jī)械振動(dòng)噪聲的主要來源。鑒于國內(nèi)尚難以進(jìn)行大型封閉差動(dòng)輪系的實(shí)驗(yàn),理論研究有著重要意義。本文基于集中參數(shù)法建立了兩級(jí)封閉差動(dòng)輪系的線性時(shí)變動(dòng)力學(xué)模型。模型由行星齒輪動(dòng)力學(xué)模型和聯(lián)軸器動(dòng)力學(xué)模型兩部分組成,其中聯(lián)軸器包括直齒聯(lián)軸器、斜齒聯(lián)軸器和鼓形齒聯(lián)軸器。綜合考慮了時(shí)變接觸線長度、兩級(jí)間相位關(guān)系、行星齒輪嚙合相位關(guān)系等因素,依據(jù)齒輪嚙合變形協(xié)調(diào)關(guān)系建立了行星齒輪模型。將輪齒嚙合等效為嚙合彈簧,根據(jù)變形協(xié)調(diào)關(guān)系建立直齒聯(lián)軸器、斜齒聯(lián)軸器和鼓形齒聯(lián)軸器的模型。由于其結(jié)構(gòu)對(duì)稱性,行星輪系的固有頻率及振型有其獨(dú)特的規(guī)律。本文對(duì)兩級(jí)封閉差動(dòng)輪系的固有特性進(jìn)行模態(tài)分析,歸納出系統(tǒng)固有頻率的隨行星輪個(gè)數(shù)變化的特點(diǎn),及三種振動(dòng)模式,即系統(tǒng)行星輪振動(dòng)模式、系統(tǒng)耦合扭轉(zhuǎn)振動(dòng)模式和系統(tǒng)耦合橫向振動(dòng)模式。結(jié)合其振型特點(diǎn),采用解析方法對(duì)系統(tǒng)振動(dòng)模式的特性進(jìn)行研究。基于特征靈敏度方法和模態(tài)能量理論,給出了以模態(tài)能量分布為手段分析系統(tǒng)固有頻率對(duì)剛度參數(shù)和質(zhì)量參數(shù)的靈敏度的方法,并分析了支撐剛度、嚙合剛度、構(gòu)件質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等系統(tǒng)參數(shù)對(duì)三種振動(dòng)模式的影響規(guī)律。建立斜齒輪副嚙合的時(shí)變接觸線長度計(jì)算模型,并利用該模型推導(dǎo)出行星齒輪的靜態(tài)傳遞誤差的解析表達(dá)式。采用Newmark-β法求解系統(tǒng)在靜態(tài)傳遞誤差激勵(lì)下的動(dòng)態(tài)響應(yīng),分析嚙合頻率諧波對(duì)中心件振動(dòng)模式的激勵(lì)特點(diǎn),歸納總結(jié)了嚙合頻率諧波對(duì)各振動(dòng)模式產(chǎn)生激勵(lì)作用的判定條件。此外,計(jì)算考慮差動(dòng)級(jí)行星輪時(shí)變相位的線性時(shí)變系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng),指出系統(tǒng)構(gòu)件的振動(dòng)具有差拍振動(dòng)的特點(diǎn),并給出中心件和行星輪產(chǎn)生差拍振動(dòng)的判定條件。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U674.703

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本文編號(hào)：1193086