本文關(guān)鍵詞：齒輪箱軸承結(jié)合部動(dòng)力學(xué)參數(shù)識別及其動(dòng)態(tài)性能研究

  更多相關(guān)文章： 齒輪箱 有限元分析 模態(tài)試驗(yàn) 軸承結(jié)合部 動(dòng)態(tài)響應(yīng)

【摘要】：摘要：齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)是各種機(jī)械裝備中應(yīng)用最廣泛的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳遞形式,齒輪箱的振動(dòng)是軸、齒輪、軸承、箱體等多種振動(dòng)的綜合作用。在建立具有結(jié)合部的齒輪箱系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析模型時(shí),普遍存在結(jié)合部難于精確模擬的問題,軸承的支承剛度和阻尼對軸系以及整個(gè)齒輪箱系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性有重要的影響。所以,要精確建立齒輪箱的有限元?jiǎng)恿W(xué)模型,進(jìn)行結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)性能分析和動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì),就必須正確處理軸承結(jié)合部的等效模擬問題。 本文以某單級傳動(dòng)齒輪箱為研究對象,基于振動(dòng)理論、有限元模態(tài)分析、模態(tài)試驗(yàn)及參數(shù)優(yōu)化方法,提出一種精確識別軸承結(jié)合部等效剛度的方法,并將識別得到的參數(shù)應(yīng)用于有限元?jiǎng)討B(tài)響應(yīng)分析中,得到較精確的齒輪箱固有特性和動(dòng)力響應(yīng)結(jié)果。全文的研究內(nèi)容及結(jié)果如下： 1.基于Abaqus有限元分析軟件建立齒輪箱有限元分析模型,采用spring單元模擬軸承三個(gè)方向的等效剛度,對簡化結(jié)合部參數(shù)下的齒輪箱各部件及系統(tǒng)進(jìn)行有限元模態(tài)分析。 2.搭建模態(tài)測試系統(tǒng),設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案,對齒輪箱各部件及系統(tǒng)進(jìn)行模態(tài)試驗(yàn),得到包含軸承結(jié)合部信息的各階固有頻率和振型。 3.在齒輪箱有限元模態(tài)分析和模態(tài)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,采用優(yōu)化方法對軸承的剛度參數(shù)進(jìn)行尋優(yōu),通過模態(tài)參數(shù)與物理參數(shù)的關(guān)系對軸承等效阻尼進(jìn)行數(shù)值反推。 4.建立齒輪副扭轉(zhuǎn)振動(dòng)多體動(dòng)力學(xué)模型,仿真計(jì)算得到齒輪嚙合過程中的軸承動(dòng)態(tài)支反力,應(yīng)用Abaqus的模態(tài)瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)方法計(jì)算軸、齒輪、軸承和箱體組成的齒輪箱的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。 5.搭建齒輪箱試驗(yàn)臺,對齒輪箱正常工作狀態(tài)下進(jìn)行振動(dòng)測試,并將試驗(yàn)結(jié)果與仿真分析結(jié)果進(jìn)行比較。 研究結(jié)果表明,本文提出的理論與試驗(yàn)相結(jié)合識別軸承結(jié)合部等效參數(shù)的方法具有良好的模擬精度,所建立的有限元分析模型與試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛣?dòng)態(tài)性能一致性好,其方法可應(yīng)用于工程實(shí)際問題的分析。圖55副,表16個(gè),參考文獻(xiàn)86篇。
【關(guān)鍵詞】：齒輪箱 有限元分析 模態(tài)試驗(yàn) 軸承結(jié)合部 動(dòng)態(tài)響應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH132.41
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 課題來源10
• 1.2 研究背景10-11
• 1.3 齒輪箱動(dòng)態(tài)性能分析的國內(nèi)外研究概況11-13
• 1.3.1 齒輪箱固有特性分析研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3.2 齒輪箱動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析研究現(xiàn)狀12-13
• 1.4 結(jié)合部參數(shù)識別的國內(nèi)外研究概況13-15
• 1.4.1. 結(jié)合部接觸特性研究現(xiàn)狀13-15
• 1.4.2. 軸承結(jié)合部參數(shù)識別研究現(xiàn)狀15
• 1.5 本文的主要研究內(nèi)容15-17
• 1.6 小結(jié)17-18
• 2 簡化結(jié)合部參數(shù)下的齒輪箱有限元模態(tài)分析18-31
• 2.1 前言18
• 2.2 有限元模態(tài)分析的理論和方法18-19
• 2.3 齒輪箱的建模19-24
• 2.3.1 幾何建模19-21
• 2.3.2 網(wǎng)格單元的選擇21-23
• 2.3.3 結(jié)合部及邊界條件的處理23-24
• 2.4 有限元模態(tài)分析及結(jié)果24-30
• 2.4.1 齒輪箱各部件有限元模態(tài)分析及結(jié)果24-28
• 2.4.2 齒輪箱有限元模態(tài)分析及結(jié)果28-30
• 2.5 小結(jié)30-31
• 3 基于LMS模態(tài)測試系統(tǒng)的齒輪箱模態(tài)試驗(yàn)31-52
• 3.1 前言31
• 3.2 模態(tài)試驗(yàn)理論和方法31-38
• 3.2.1 模態(tài)試驗(yàn)的理論基礎(chǔ)31-32
• 3.2.2 模態(tài)參數(shù)估計(jì)方法32-34
• 3.2.3 多參考點(diǎn)最小二乘復(fù)頻域法34-38
• 3.3 模態(tài)測試系統(tǒng)搭建38-41
• 3.3.1 模態(tài)測試系統(tǒng)的組成38-39
• 3.3.2 模態(tài)試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)39-41
• 3.4 模態(tài)試驗(yàn)及結(jié)果41-51
• 3.4.1 齒輪的錘擊試驗(yàn)41-45
• 3.4.2 齒輪箱各部件模態(tài)試驗(yàn)及結(jié)果45-49
• 3.4.3 齒輪箱模態(tài)試驗(yàn)及結(jié)果49-51
• 3.5 小結(jié)51-52
• 4 基于有限元模態(tài)分析和模態(tài)試驗(yàn)的軸承結(jié)合部動(dòng)力學(xué)參數(shù)識別研究52-64
• 4.1 前言52
• 4.2 有限元模態(tài)分析與模態(tài)試驗(yàn)結(jié)果的比較52-55
• 4.2.1 單個(gè)部件的比較52-54
• 4.2.2 齒輪箱系統(tǒng)的比較54-55
• 4.2.3 誤差分析55
• 4.3 軸承等效剛度的Isight參數(shù)尋優(yōu)55-61
• 4.3.1 參數(shù)尋優(yōu)數(shù)學(xué)模型55-57
• 4.3.2 優(yōu)化流程控制57-58
• 4.3.3 多目標(biāo)優(yōu)化方法58-59
• 4.3.4 優(yōu)化結(jié)果分析59-61
• 4.4 軸承等效阻尼的識別61-63
• 4.4.1 軸系振動(dòng)模型61-62
• 4.4.2 阻尼參數(shù)識別結(jié)果62-63
• 4.5 小結(jié)63-64
• 5 實(shí)際結(jié)合部參數(shù)下的齒輪箱動(dòng)態(tài)響應(yīng)仿真計(jì)算64-75
• 5.1 前言64
• 5.2 齒輪副嚙合振動(dòng)動(dòng)力學(xué)分析64-65
• 5.3 齒輪箱動(dòng)態(tài)激勵(lì)分析65-67
• 5.3.1 齒輪嚙合剛度激勵(lì)65-66
• 5.3.2 齒輪誤差激勵(lì)66
• 5.3.3 齒輪嚙合沖擊激勵(lì)66-67
• 5.4 軸承支反力的計(jì)算67-70
• 5.4.1 齒輪副嚙合振動(dòng)多體動(dòng)力學(xué)模型67-68
• 5.4.2 仿真分析結(jié)果68-70
• 5.5 齒輪箱動(dòng)態(tài)響應(yīng)的有限元分析70-74
• 5.5.1 Abaqus動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析模型70-72
• 5.5.2 動(dòng)態(tài)響應(yīng)計(jì)算結(jié)果72-74
• 5.6 小結(jié)74-75
• 6 齒輪箱動(dòng)態(tài)響應(yīng)仿真計(jì)算的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證75-83
• 6.1 前言75
• 6.2 齒輪箱試驗(yàn)臺搭建75-76
• 6.3 齒輪箱動(dòng)態(tài)響應(yīng)測試及結(jié)果76-78
• 6.4 仿真計(jì)算與實(shí)驗(yàn)的比較78-82
• 6.4.1 加速度時(shí)間歷程78-80
• 6.4.2 振動(dòng)烈度80-81
• 6.4.3 各轉(zhuǎn)速下的齒輪箱振動(dòng)響應(yīng)81-82
• 6.5 小結(jié)82-83
• 7 總結(jié)83-85
• 7.1 全文總結(jié)83-84
• 7.2 本文的創(chuàng)新點(diǎn)84
• 7.3 后續(xù)工作展望84-85
• 參考文獻(xiàn)85-91
• 攻讀碩士期間主要研究成果91-92
• 致謝92

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 常山,尹遜民;傳動(dòng)齒輪箱體的振動(dòng)模態(tài)分析[J];艦船科學(xué)技術(shù);2000年05期

，

本文編號：796143