本文選題：齒輪　切入點：傳遞矩陣法　出處：《大連理工大學》2012年碩士論文

【摘要】：高速列車的普及正在成為當代軌道交通的一個發(fā)展趨勢。安全問題是高速列車研發(fā)中的首要問題。齒輪傳動系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性又是高速列車研發(fā)過程中減少事故的一個關鍵,而齒輪傳動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子動力學特性的研究及齒輪傳動系統(tǒng)的動力學仿真是高速列車傳動齒輪箱設計中的一個重要環(huán)節(jié)。 本論文基于轉(zhuǎn)子動力學理論,借助MATLAB軟件,研究了不耦合和耦合兩種情況下,高速列車傳動齒輪箱齒輪——軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動力學特性,為高速列車運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性問題提出了參考性建議；基于虛擬樣機技術,針對齒輪系統(tǒng)的柔性體模型,進行了動力學特性仿真,為齒輪的強度、剛度及疲勞壽命的研究提供重要的參考依據(jù)。 本文的主要工作如下： 1.介紹了傳統(tǒng)傳遞矩陣法和Riccati傳遞矩陣法的具體計算方法,得到兩種計算方法求解轉(zhuǎn)子系統(tǒng)臨界轉(zhuǎn)速的頻率特征方程,并說明了本論文選擇Riccati傳遞矩陣法的主要原因。 2.分別計算了單軸轉(zhuǎn)子中各軸段的集總質(zhì)量、集總轉(zhuǎn)動慣量、油膜剛度、參振軸承座的質(zhì)量和剛度等參數(shù),列出了不考慮齒輪耦合問題時,單軸的Riccati傳遞矩陣,編寫了MATLAB計算程序,求解出高速軸和低速軸的各階臨界轉(zhuǎn)速,得到了各階臨界轉(zhuǎn)速下單軸轉(zhuǎn)子的振型圖和彎矩圖,分析了不考慮齒輪耦合時單軸的振動情況。 3.對考慮齒輪耦合時多轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的彎扭耦合情況下的整體傳遞矩陣法做出了深入的研究,并說明了斜齒輪耦合矩陣的具體計算方法。 4.將本論文研究的高速列車傳動齒輪箱齒輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進行了模型簡化,分別列出了每部分模型的傳遞矩陣,計算得到系統(tǒng)的整體傳遞矩陣,引入Riccati變換,得到系統(tǒng)在彎扭耦合情況下的特征頻率方程,編寫了MATLAB計算程序,最終得到輸出軸(即低速軸)的臨界轉(zhuǎn)速及一部分臨界轉(zhuǎn)速下橫向和豎直方向的振型圖及彎矩圖。 5.利用Pro/E與ANSYS建立齒輪系統(tǒng)的柔性體模型,運用ADAMS進行動力學仿真,得到特定工況下齒輪傳動的嚙合力曲線及嚙合力的最大值和平均值。
[Abstract]:The popularization of high-speed trains is becoming a developing trend of modern rail transit. Safety is the primary problem in high-speed train research and development. The safety and stability of gear transmission system is also reduced in the process of high-speed train research and development. A key to the accident, The research of the rotor dynamic characteristics of the gear transmission system and the dynamic simulation of the gear transmission system is an important link in the design of the transmission gearbox of the high-speed train. Based on the rotor dynamics theory and with the help of MATLAB software, the dynamic characteristics of the gearbox gear-bearing rotor system of high-speed train transmission are studied in this paper. Based on the virtual prototyping technology, the dynamic characteristics of the flexible body model of the gear system are simulated, which is the strength of the gear. The study of stiffness and fatigue life provides an important reference basis. The main work of this paper is as follows:. 1. The traditional transfer matrix method and the Riccati transfer matrix method are introduced, and the frequency characteristic equations of the rotor system critical speed are obtained. The main reasons for choosing the Riccati transfer matrix method in this paper are explained. 2. The lumped mass, lumped moment of inertia, oil film stiffness, mass and stiffness of vibration bearing are calculated respectively, and the Riccati transfer matrix of single axis is listed when the coupling problem of gear is not considered. The MATLAB program is compiled to calculate the critical speed of the high speed shaft and the low speed shaft. The mode diagram and bending moment diagram of the rotor are obtained. The vibration of the single axis is analyzed without considering the coupling of the gears. 3. The global transfer matrix method for multi-rotor system with multi-rotor coupling considering gear coupling is studied, and the calculation method of helical gear coupling matrix is explained. 4. The model of the high speed train transmission gearbox gear rotor system studied in this paper is simplified, the transfer matrix of each part model is listed separately, the whole transfer matrix of the system is calculated, and the Riccati transform is introduced. The characteristic frequency equation of the system in the case of bending-torsional coupling is obtained, and the MATLAB program is written. Finally, the critical rotational speed of the output shaft (that is, the low-speed axis) and the mode diagram and bending moment diagram of the transverse and vertical directions at a part of the critical speed are obtained. 5. The flexible body model of gear system is established by using Pro/E and ANSYS, and the dynamic simulation is carried out by ADAMS. The meshing force curve and the maximum and average value of meshing force are obtained under certain working conditions.
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TH113

【參考文獻】

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本文編號：1685492