本文關鍵詞：基于接觸特性的面齒輪傳動動力學特性分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：摘要：面齒輪傳動作為一種新型的齒輪傳動形式,具有高傳動比、結構緊湊和扭矩分流等許多優(yōu)點,被廣泛的用于航空航天領域。為了更好地發(fā)揮面齒輪傳動的優(yōu)勢,面齒輪傳動的穩(wěn)定性、振動和噪聲已經成為當前面齒輪研究的熱點,因此,本文以非線性振動理論為基礎,研究了正交面齒輪的齒面嚙合特性、正交面齒輪傳動齒對的動力學建模方法及其分岔和混沌等非線性動力學特性。論文的主要研究內容和成果有： (1)、根據面齒輪嚙合原理推導其齒面方程,利用數值方法求解面齒輪接觸齒面的離散點及其所對應的主曲率和主方向,得到面齒輪嚙合過程的接觸軌跡。用有限元軟件ABAQUS對面齒輪傳動齒對進行準靜態(tài)分析,得到面齒輪齒對在嚙合過程中的綜合嚙合剛度和時變嚙合特征參數。 (2)、以單對面齒輪直齒輪傳動系統(tǒng)為對象,考慮齒輪傳動系統(tǒng)中存在的時變嚙合剛度和非線性間隙,建立面齒輪傳動的單自由度扭轉振動動力學模型。利用龍格庫塔數值解法求解了面齒輪扭轉振動動力學方程；得到了在整個頻率范圍內的動態(tài)響應曲線、分岔圖、龐加萊圖和頻譜圖；結合李雅普諾夫指數和Floquet理論分析了面齒輪動態(tài)響應的穩(wěn)定性；研究了傳遞誤差激勵和方向旋轉半徑等參數對面齒輪動態(tài)響應的影響規(guī)律。 (3)、考慮面齒輪傳動系統(tǒng)傳動軸、支撐軸承、原動機和負載等結構,建立多自由度的面齒輪傳動平移-扭轉-擺動振動耦合動力學模型。得到多自由度面齒輪動力學模型的動態(tài)響應,分析了動態(tài)響應的混沌與分岔等非線性特性。發(fā)現面齒輪動力學響應中存在的周期運動、倍周期分岔、混沌與跳躍現象以及系統(tǒng)經過倍周期分岔進入混沌的道路。 (4)、結合動態(tài)響應的相圖、分岔圖、峰峰值圖、均方根值圖和頻率響應圖,研究了嚙合剛度、負載和齒側間隙等因素對面齒輪多自由度平移-扭轉-擺動耦合振動模型動態(tài)響應的影響規(guī)律。 (5)、通過滾檢實驗測試檢查面齒輪傳動副的接觸軌跡和嚙合區(qū)域,并與理論計算結果和LTCA分析結果進行了對比驗證,實驗結果一致。通過測試面齒輪傳動副輸入軸與輸出軸在不同轉速下的旋轉角度,根據傳遞誤差定義,得到了面齒輪傳動系統(tǒng)的動態(tài)傳遞誤差,并與動力學分析結果對比,所得傳遞誤差曲線形式和幅值一致。圖66幅,表7個,參考文獻72篇。
【關鍵詞】：面齒輪 非線性振動 混沌 分岔 動力學特性
【學位授予單位】：中南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TH132.41
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-18
• 1.1 課題來源及其研究價值11
• 1.2 本論文的研究背景11-17
• 1.2.1 齒輪動力學研究進展11-14
• 1.2.2 面齒輪傳動研究進展14-16
• 1.2.3 面齒輪分岔與混沌等動力學特性研究概況16-17
• 1.3 本論文主要研究內容17
• 1.4 本章小結17-18
• 2 面齒輪嚙合特征參數分析及建模18-28
• 2.1 前言18
• 2.2 面齒輪齒面方程18-22
• 2.2.1 面齒輪加工坐標系建立18-19
• 2.2.2 面齒輪齒面方程推導19-22
• 2.3 面齒輪齒寬限制條件的確定22-24
• 2.4 面齒輪齒面接觸軌跡求解24-26
• 2.5 面齒輪時變嚙合特征參數求解26-27
• 2.6 本章小結27-28
• 3 面齒輪單自由度扭轉振動動力學模型的建立28-41
• 3.1 前言28
• 3.2 齒輪傳動動力學分析模型的分類28-29
• 3.3 齒輪傳動系統(tǒng)的動態(tài)激勵29-33
• 3.3.1 齒輪傳動系統(tǒng)的剛度激勵29-31
• 3.3.2 齒輪傳動系統(tǒng)的誤差激勵31
• 3.3.3 齒輪傳動系統(tǒng)的嚙合沖擊激勵31-33
• 3.4 面齒輪傳動系統(tǒng)動力學模型的特性33
• 3.5 面齒輪傳動系統(tǒng)綜合嚙合剛度的確定33-37
• 3.5.1 面齒輪綜合嚙合剛度求解方法的確定33-35
• 3.5.2 面齒輪有限元分析模型的建立35-36
• 3.5.3 面齒輪綜合嚙合剛度分析36-37
• 3.6 面齒輪單自由度扭-振動力學模型的建立37-40
• 3.6.1 面齒輪單點嚙合物理模型的建立37-38
• 3.6.2 面齒輪單自由度扭-振模型的動力學方程推導38-40
• 3.7 本章小結40-41
• 4 面齒輪單自由度扭轉振動動力學特性分析41-58
• 4.1 前言41
• 4.2 非線性動力學基本概念41-42
• 4.2.1 分岔理論41-42
• 4.2.2 混沌理論42
• 4.3 面齒輪扭轉振動的分岔與混沌動力學特性分析42-49
• 4.3.1 面齒輪傳動系統(tǒng)動力學方程求解方法42-43
• 4.3.2 面齒輪扭轉振動的分岔與混沌動力學特性分析43-49
• 4.4 面齒輪傳動系統(tǒng)動力學響應的動力穩(wěn)定性分析49-54
• 4.4.1 面齒輪動力學響應的Floquet穩(wěn)定性49-52
• 4.4.2 面齒輪動力學響應的李雅普諾夫指數分析52-54
• 4.5 方向旋轉半徑和傳遞誤差對動力學特性的影響54-57
• 4.5.1 方向旋轉半徑對動力學特性的影響54-56
• 4.5.2 傳遞誤差激勵對動力學特性的影響56-57
• 4.6 本章小結57-58
• 5 面齒輪多自由度耦合振動動力學特性分析58-88
• 5.1 前言58
• 5.2 面齒輪平移-扭轉耦合振動動力學特性分析58-68
• 5.2.1 面齒輪平移-扭轉耦合振動分析模型建立58-62
• 5.2.2 嚙合剛度對面齒輪平移-扭轉耦合振動特性的影響62-68
• 5.3 面齒輪平移-扭轉-擺動耦合振動動力學特性分析68-87
• 5.3.1 面齒輪平移-扭轉-擺動耦合振動模型建立68-71
• 5.3.2 面齒輪平移-扭轉-擺動耦合振動的分岔與混沌特性分析71-75
• 5.3.3 負載對系統(tǒng)動力學特性的影響75-81
• 5.3.4 齒側間隙對系統(tǒng)動力學特性的影響81-87
• 5.4 本章小結87-88
• 6 面齒輪接觸區(qū)域檢測與動態(tài)傳遞誤差測試88-96
• 6.1 前言88
• 6.2 實驗方案88-91
• 6.2.1 面齒輪傳動副實驗參數88-89
• 6.2.2 實驗平臺介紹及測試系統(tǒng)89-90
• 6.2.3 傳遞誤差的定義和計算90-91
• 6.2.4 實驗目的與流程91
• 6.3 實驗步驟91-93
• 6.4 實驗結果與分析93-95
• 6.4.1 接觸區(qū)域檢測93-94
• 6.4.2 動態(tài)傳遞誤差測試94-95
• 6.5 本章小結95-96
• 7 總結與展望96-99
• 7.1 論文總結96-97
• 7.2 論文創(chuàng)新點97-98
• 7.3 論文后續(xù)研究展望98-99
• 參考文獻99-105
• 攻讀碩士期間主要研究成果105-106
• 致謝106

【共引文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 張義民;路金昌;胡鵬;;轉速及扭矩對嚙合齒輪副非線性特性影響分析[J];東北大學學報(自然科學版);2014年03期

2 李明;阿梅;;錐齒輪傳動系統(tǒng)的非線性動力學行為[J];動力學與控制學報;2014年02期

3 高建平,方宗德,楊宏斌,周進雄;參數和間隙非線性振動系統(tǒng)周期解數值分析[J];機械科學與技術;1999年06期

4 王建軍,李其漢,李潤方;齒輪系統(tǒng)非線性振動研究進展[J];力學進展;2005年01期

5 王靖岳;郭立新;王浩天;;齒輪傳動系統(tǒng)混沌振動的線性反饋控制[J];機械科學與技術;2013年09期

6 林超;李莎莎;龔海;;正交變傳動比面齒輪的設計及三維造型[J];湖南大學學報(自然科學版);2014年03期

7 茍向鋒;陳代林;;三自由度齒輪傳動系統(tǒng)的分岔與混沌研究[J];機械科學與技術;2014年02期

8 王靖岳;郭立新;王浩天;;隨機參數激勵下齒輪系統(tǒng)的分岔與穩(wěn)定性[J];華南理工大學學報(自然科學版);2013年11期

9 張發(fā)軍;周曉玲;王杰;李剛;劉欣榮;;斜齒輪高精度建模的安裝誤差對接觸應力區(qū)域及齒根彎曲應力的影響[J];機械傳動;2014年08期

10 郭輝;趙寧;張淑艷;;基于碟形砂輪磨齒的面齒輪包絡殘差研究[J];航空動力學報;2014年11期

中國重要會議論文全文數據庫 前2條

1 李朝峰;周世華;劉杰;聞邦椿;;考慮齒側間隙的齒輪傳動系統(tǒng)非線性動力學特性研究[A];第11屆全國轉子動力學學術討論會（ROTDYN2014）論文集（上冊）[C];2014年

2 趙倩;王帆;李敬;姚紅良;聞邦椿;;齒輪耦合碰摩轉子系統(tǒng)頻域響應參數影響分析[A];第11屆全國轉子動力學學術討論會（ROTDYN2014）論文集（下冊）[C];2014年

中國博士學位論文全文數據庫 前10條

1 丁千;材料阻尼、密封力激勵下轉子系統(tǒng)失穩(wěn)機理的非線性分析[D];天津大學;1997年

2 陳禎;同平面軸等直徑鉤桿空間螺旋線齒輪設計理論研究[D];華南理工大學;2013年

3 周長江;多種載荷下齒輪彎曲強度與齒面摩擦因數的計算方法研究[D];湖南大學;2013年

4 黃超;少齒差行星減速器動態(tài)特性分析及非線性振動研究[D];重慶大學;2013年

5 費鐘秀;復雜轉子耦合系統(tǒng)有限元建模及其動力特性研究[D];浙江大學;2013年

6 王囡囡;二元機翼顫振及其主動控制的研究[D];中國礦業(yè)大學;2013年

7 韓東江;高速渦輪軸系穩(wěn)定性分析與實驗研究[D];中國科學院研究生院（工程熱物理研究所）;2014年

8 何國旗;面齒輪齒面創(chuàng)成方法及嚙合特性研究[D];中南大學;2014年

9 張靜;鉸鏈及含鉸折展桁架非線性動力學建模與分析[D];哈爾濱工業(yè)大學;2014年

10 張澎濤;齒輪箱故障振動信號去噪及特征提取算法研究[D];東北林業(yè)大學;2014年

中國碩士學位論文全文數據庫 前10條

1 熊興波;基于圖胞映射法的齒輪非線性隨機系統(tǒng)全局特性數值解研究[D];中南大學;2011年

2 徐杰;新型雙曲柄少齒差環(huán)式減速機動態(tài)特性研究[D];重慶大學;2008年

3 劉陽;考慮齒輪副動態(tài)激擾的機車動力學分析[D];西南交通大學;2013年

4 柴振華;HXD1C機車傳動系統(tǒng)齒輪強度分析[D];西南交通大學;2013年

5 郭晶;Logistic復動力系統(tǒng)的分形結構[D];東北師范大學;2013年

6 吳亞男;面齒輪滾齒加工方法的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2013年

7 郭苑;舵機非線性參數測試系統(tǒng)設計[D];哈爾濱工業(yè)大學;2013年

8 郭春華;擺線錐齒輪非線性接觸動力學特性研究[D];北京工業(yè)大學;2013年

9 張志民;擺線齒錐齒輪誤差對動力學的影響研究[D];北京工業(yè)大學;2013年

10 徐萬成;用于月面采樣系統(tǒng)驗證平臺的姿態(tài)調整裝置研制[D];哈爾濱工業(yè)大學;2012年

  本文關鍵詞：基于接觸特性的面齒輪傳動動力學特性分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：297952