齒輪傳動(dòng)裝置是船舶動(dòng)力系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備,由于通過(guò)齒輪交替嚙合傳遞功率從而不可避免會(huì)產(chǎn)生嚙合振動(dòng),是船舶航行時(shí)振動(dòng)噪聲的主要影響因素之一。而船舶齒輪傳動(dòng)裝置由于功率大,尺寸大,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,研制周期長(zhǎng),一旦在完成制造后出現(xiàn)振動(dòng)、噪聲問(wèn)題,受到技術(shù)、進(jìn)度等多方面因素制約,往往難以處理,因此對(duì)于船舶齒輪傳動(dòng)裝置來(lái)說(shuō),與設(shè)計(jì)同步開(kāi)展振動(dòng)噪聲預(yù)估顯得尤為重要。開(kāi)展齒輪箱的振動(dòng)噪聲預(yù)估,最重要的就是計(jì)算齒輪嚙合激勵(lì),目前常用的計(jì)算方法難以兼顧效率與精度,與工程實(shí)際需求依然有一定差距。近年來(lái)計(jì)算嚙合激勵(lì)的FE Preprocessor法發(fā)展較快,能夠兼顧效率與精度,本論文探索將該方法應(yīng)用于齒輪箱的嚙合激勵(lì)計(jì)算,進(jìn)而分析齒輪箱振動(dòng)與噪聲,并將計(jì)算結(jié)果與當(dāng)前常用的切片法進(jìn)行對(duì)比,結(jié)合試驗(yàn)驗(yàn)證探究其應(yīng)用齒輪箱振動(dòng)噪聲預(yù)估的可行性。主要內(nèi)容如下:（1）將FE Preprocessor方法應(yīng)用于斜齒輪動(dòng)態(tài)嚙合激勵(lì)求解,并與目前常用的切片法進(jìn)行對(duì)比,兩種方法的計(jì)算結(jié)果相近,但FE Preprocessor法更能反映載荷變化的影響。（2）創(chuàng)建用于振動(dòng)、噪聲計(jì)算的有限元模型,分析固有頻率和模態(tài)振型,針對(duì)試驗(yàn)齒輪箱開(kāi)展模態(tài)... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)艦船研究院北京市

【文章頁(yè)數(shù)】：87 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

齒輪切片示意圖

中國(guó)艦船研究院碩士學(xué)位論文9圖2.2嚙合變形示意圖這樣根據(jù)傳遞誤差與兩個(gè)變形量相等的關(guān)系可以反推該處的接觸力大小，某一嚙合位置處的變形量求解方程為：=[]+(2-3)式中：為嚙合點(diǎn)處的變形量，即無(wú)誤差齒輪的傳遞誤差；[]為該點(diǎn)的總體柔度矩陣；為嚙合點(diǎn)處的接觸力；為包含接觸力和非線性赫茲接觸剛度影響的向量方程，此方程可由赫茲接觸理論得到。單個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)內(nèi)嚙合線處的接觸力求解過(guò)程見(jiàn)下：(1)首先對(duì)齒輪模型進(jìn)行有限元模型的創(chuàng)建，在嚙合線周?chē)墓?jié)點(diǎn)單元處施加單位靜載荷，進(jìn)行第一次靜態(tài)分析，得到了齒輪整體剛度矩陣。隨后，對(duì)齒輪模型進(jìn)行第二次靜態(tài)分析，對(duì)整體剛度矩陣進(jìn)行一次修正，以消除局部有限元對(duì)矩陣的非物理貢獻(xiàn)量，同時(shí)得到了關(guān)于齒輪彎曲、剪切和耦合的剛度信息與柔度信息[]。根據(jù)赫茲接觸理論，可以得到局部接觸變形的求解方程：=2(1121+1222)[2(11+12)(1121+1222)1](2-4)式中：為嚙合線長(zhǎng)度；1和1分別為兩個(gè)齒輪材料的泊松比；1和2為兩個(gè)齒輪在接觸點(diǎn)處的法向曲率半徑；1和2分別為兩個(gè)齒輪材料的彈性模量。(2)使用軟件計(jì)算出嚙合點(diǎn)處的變形量，根據(jù)步驟(1)中求得的柔度矩陣[]以及公式2-4可以求解得到接觸力。(3)使用公式對(duì)所有參與了嚙合的嚙合點(diǎn)接觸力進(jìn)行求和就可以得到該時(shí)間步長(zhǎng)內(nèi)

中國(guó)艦船研究院碩士學(xué)位論文11專業(yè)變速箱建模工具TransmissionBuilder配合齒輪、軸長(zhǎng)度、內(nèi)外徑以及軸承所在位置等參數(shù)創(chuàng)建齒輪副模型，齒輪的各項(xiàng)參數(shù)如表2.1所示，齒輪副模型見(jiàn)圖2.3，圖中上側(cè)為主動(dòng)軸，下側(cè)為從動(dòng)軸。表2.1齒輪參數(shù)參數(shù)數(shù)值主動(dòng)輪齒數(shù)z151從動(dòng)輪齒數(shù)z247模數(shù)m(mm)2.5壓力角α(°)20螺旋角β(°)10齒頂高系數(shù)ha1頂隙系數(shù)cn0.4齒寬B(mm)40主動(dòng)輪內(nèi)徑r1(mm)130從動(dòng)輪內(nèi)徑r2(mm)130圖2.3齒輪副模型圖在Simcenter3D軟件中創(chuàng)建齒輪箱箱體模型并與圖2.3所示的齒輪副模型裝配在一起，在軸承實(shí)際所在位置處根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)賦予軸承剛度，軸承剛度數(shù)值見(jiàn)下表2.2，裝配完成后的模型見(jiàn)圖2.4。表2.2軸承剛度表dx(m)dy(m)dz(m)Fx(N)1.92e+800Fy(N)01.11e+80Fz(N)005.15e+6

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]平行軸齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)通用建模方法與動(dòng)態(tài)激勵(lì)影響規(guī)律研究[D]. 常樂(lè)浩.西北工業(yè)大學(xué) 2014

碩士論文
[1]水面艦船噪聲預(yù)報(bào)策略與聲學(xué)防護(hù)研究[D]. 梁謙.哈爾濱工程大學(xué) 2017
[2]基于ANSYS的齒輪減速箱的仿真技術(shù)研究[D]. 鄭群川.西安電子科技大學(xué) 2011
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本文編號(hào)：3589432