【摘要】：課題來(lái)源于國(guó)家“十一五”科技支撐計(jì)劃“高速、重載、精密機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)共性關(guān)鍵技術(shù)研究”(2006BAF01B07-01)。齒輪傳動(dòng)是極其重要的機(jī)械傳動(dòng)形式，廣泛應(yīng)用于制造裝備業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，其動(dòng)態(tài)特性和振動(dòng)噪聲水平是重要的性能評(píng)價(jià)指標(biāo)，直接影響相關(guān)產(chǎn)品品質(zhì)。齒輪傳動(dòng)的動(dòng)態(tài)特征一方面由系統(tǒng)所固有的動(dòng)力學(xué)性能決定，另一方面則是由不同的激勵(lì)因素下形成的不同動(dòng)態(tài)響應(yīng)表現(xiàn)出來(lái)。因此，從不同激勵(lì)因素角度出發(fā)，探討齒輪傳動(dòng)的動(dòng)態(tài)激勵(lì)-系統(tǒng)特性-響應(yīng)特征關(guān)系才具有實(shí)際意義，這對(duì)于把握齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)本質(zhì)，指導(dǎo)低振動(dòng)低噪聲的齒輪傳動(dòng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)具有重要的理論和工程實(shí)用價(jià)值，對(duì)提升我國(guó)制造裝備業(yè)的整體水平具有積極的促進(jìn)作用。 本文主要從齒輪傳動(dòng)激勵(lì)因素入手，以實(shí)際工程產(chǎn)品為研究載體，基于摩擦學(xué)、機(jī)械動(dòng)力學(xué)，以理論分析、數(shù)值仿真、虛擬樣機(jī)、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證為手段，對(duì)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)中相關(guān)的動(dòng)態(tài)特性和減振降噪方法開(kāi)展研究。研究?jī)?nèi)容主要包括： ①?gòu)凝X面摩擦因素激勵(lì)出發(fā)，基于不同齒輪摩擦模型獲得時(shí)變摩擦系數(shù)分布特征，建立計(jì)及齒面時(shí)變摩擦力影響，同時(shí)考慮嚙合剛度時(shí)變性的六自由度精確動(dòng)力學(xué)模型，利用Runge-Kutta法進(jìn)行數(shù)值仿真，分析了不同齒面微觀特征下齒面摩擦因素對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)激勵(lì)及其對(duì)嚙合線(xiàn)方向動(dòng)傳動(dòng)誤差的影響，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)結(jié)論進(jìn)行了驗(yàn)證，明確了齒面摩擦激勵(lì)對(duì)齒輪傳動(dòng)的動(dòng)態(tài)特征的影響規(guī)律。 ②從嚙合線(xiàn)方向傳動(dòng)誤差因素激勵(lì)出發(fā)，討論了齒輪傳動(dòng)誤差計(jì)算的薄片理論并基于有限元方法進(jìn)行了驗(yàn)證，以某機(jī)械式變速箱為研究載體，建立耦合動(dòng)力學(xué)仿真模型，計(jì)算了固有模態(tài)頻率和振型，分析了二檔檔位齒輪和主減齒輪傳動(dòng)誤差激勵(lì)下的模態(tài)柔度，獲得了各軸承軸承力的動(dòng)態(tài)響應(yīng)以及箱體表面加速度響應(yīng)；以齒輪傳動(dòng)誤差為目標(biāo)，應(yīng)用遺傳算法對(duì)檔位齒輪的齒廓修形方案進(jìn)行優(yōu)化，并通過(guò)敏感性分析驗(yàn)證了優(yōu)化后齒廓的傳動(dòng)誤差對(duì)制造公差的穩(wěn)健性，最終獲得了從傳動(dòng)誤差激勵(lì)入手的減振降噪解決方案。 ③從齒輪非線(xiàn)性拍擊激勵(lì)出發(fā)，研究齒輪傳動(dòng)由齒輪側(cè)隙形成的拍擊振動(dòng)的動(dòng)力學(xué)特性，，先從單齒對(duì)拍擊研究入手，利用集中參數(shù)法建立考慮齒輪側(cè)隙、離合器多級(jí)剛度、拖曳力矩和載荷波動(dòng)影響的非線(xiàn)性扭轉(zhuǎn)振動(dòng)動(dòng)力學(xué)模型，利用數(shù)值仿真方法考察了多參數(shù)影響下的拍擊動(dòng)態(tài)特征，分析了拍擊強(qiáng)度和拍擊門(mén)檻值；最后建立了某五檔機(jī)械式變速箱的拍擊動(dòng)力學(xué)仿真模型，評(píng)價(jià)了驅(qū)動(dòng)工況下各檔位的拍擊強(qiáng)度，基于臺(tái)架實(shí)驗(yàn)對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證，為控制齒輪傳動(dòng)中的拍擊振動(dòng)提供有益參考。 ④從多個(gè)齒輪嚙合激勵(lì)信號(hào)的相位調(diào)制現(xiàn)象出發(fā)，研究了齒輪行星輪系中存在的非對(duì)稱(chēng)邊帶頻特征和形成機(jī)理，建立了行星輪系調(diào)制邊帶頻分析模型，探討了行星輪系的齒數(shù)、嚙合相位等基本參數(shù)以及激勵(lì)階次對(duì)邊帶頻特征的影響，獲得可以根據(jù)已知參數(shù)預(yù)估行星輪系邊帶頻特征的通用判定方法，并通過(guò)這種方法來(lái)改善由非對(duì)稱(chēng)邊帶頻引起的噪聲問(wèn)題，最后在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，利用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的有效性。 ⑤針對(duì)某開(kāi)發(fā)中的手動(dòng)變速箱開(kāi)展動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究，分別搭建了傳動(dòng)誤差和動(dòng)態(tài)特性測(cè)試平臺(tái)，比較檔位齒輪傳動(dòng)誤差的仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果較為吻合，獲得變速箱不同工況下的固有特性和動(dòng)態(tài)響應(yīng)，基于階次跟蹤方法分析了主要的振動(dòng)成分，對(duì)比了仿真與實(shí)驗(yàn)以及傳動(dòng)誤差優(yōu)化前后的結(jié)果，驗(yàn)證了從傳動(dòng)誤差激勵(lì)入手減小振動(dòng)噪聲的有效性。
【圖文】：

的意義一五”科技支撐計(jì)劃課題“高速、重載、精密機(jī)械傳動(dòng)BAF01B07-01)。齒輪傳動(dòng)是極其重要的傳動(dòng)形式，被廣個(gè)領(lǐng)域。開(kāi)發(fā)低振動(dòng)低噪聲、動(dòng)態(tài)性能優(yōu)良的齒輪傳動(dòng)題。包括齒輪副、傳動(dòng)軸、軸承、箱體等多個(gè)組件的復(fù)雜結(jié)力學(xué)研究主要集中在三個(gè)方面：參數(shù)激勵(lì)（時(shí)變剛度、面摩擦等）、系統(tǒng)固有特性（模態(tài)、振型、阻尼）、動(dòng)態(tài)系架構(gòu)如圖 1.1 所示。加速度噪聲軸齒輪OLOALOA齒輪箱體振動(dòng)邊帶頻噪聲空氣振動(dòng)

2 齒輪摩擦激勵(lì)的動(dòng)力學(xué)特性研究力除引起齒輪沿垂直嚙合線(xiàn)方向平移振動(dòng)，還會(huì)形成齒面潤(rùn)滑不良或齒面出現(xiàn)微損傷時(shí)，摩擦力激勵(lì)成為的重要因素。齒面摩擦激勵(lì)因?yàn)槟Σ亮Ρ�、摩擦系�?shù)齒嚙合形成相互影響，其動(dòng)力學(xué)行為復(fù)雜，有必要精機(jī)理，及其對(duì)齒輪系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的影響。建立計(jì)及齒面摩擦力影響的六自由度動(dòng)力學(xué)精確模型齒面摩擦系數(shù)等時(shí)變特征，并將討論齒輪潤(rùn)滑模型中聯(lián)。通過(guò) 4-5 階變步長(zhǎng) Runge-Kutta 法進(jìn)行數(shù)值仿真，起的齒輪振動(dòng)特性變化，并利用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。模型的建立
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類(lèi)號(hào)】：TH132.41

【參考文獻(xiàn)】

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1 張鎖懷,沈允文,董海軍,劉夢(mèng)軍;齒輪時(shí)變系統(tǒng)對(duì)扭矩激勵(lì)的響應(yīng)[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2003年06期

2 唐增寶，鐘毅芳，陳久榮;修形齒輪的最佳修形量和修形長(zhǎng)度的確定[J];華中理工大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版);1995年02期

3 陶澤光,李潤(rùn)方,林騰蛟;齒輪系統(tǒng)有限元模態(tài)分析[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與研究;2000年03期

4 王建軍,陸明萬(wàn),張雄,洪濤,吳仁智;汽車(chē)變速系統(tǒng)的拍擊動(dòng)力學(xué)基本理論[J];機(jī)械科學(xué)與技術(shù);1997年03期

5 朱傳敏,秦慧芳,宋孔杰,田志仁;齒輪傳動(dòng)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)辨識(shí)及修形研究[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);1999年04期

6 林騰蛟,李潤(rùn)方,陶澤光;齒輪傳動(dòng)三維間隙非線(xiàn)性沖擊─動(dòng)力接觸特性數(shù)值仿真[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2000年06期

7 李潤(rùn)方,韓西,林騰蛟,鐘厲;齒輪系統(tǒng)耦合振動(dòng)的理論分析與試驗(yàn)研究[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2000年06期

8 孫月海,張策,潘鳳章,陳樹(shù)勛,黃永強(qiáng);直齒圓柱齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)的動(dòng)力學(xué)模型[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2000年08期

9 張鎖懷,李憶平,丘大謀;齒輪耦合的轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)非線(xiàn)性動(dòng)力特性的研究[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2001年09期

10 孫濤,沈允文,孫智民,劉繼巖;行星齒輪傳動(dòng)非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)模型與方程[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2002年03期

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本文編號(hào)：2668652