本文關(guān)鍵詞：基于時變嚙合剛度的齒輪非線性動力學(xué)的研究

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【摘要】：動力伺服刀架作為加工中心的核心部件,研究分析其齒輪傳動系統(tǒng)的動力學(xué)特性,對數(shù)控機床的加工精度和加工效率的提高有重要意義。由于嚙合剛度的時變性,使得其成為嚙合過程中的主要激勵形式之一,因此在對齒輪動力學(xué)分析時,考慮時變嚙合剛度是非常必要的。首先,本文以漸開線直齒為對象,基于精確建模理論,通過材料力學(xué)方法進行齒輪剛度的計算。采用了最大變形量法來確定基點N,使齒輪變形量的計算結(jié)果更加精確。將計算得到齒輪時變嚙合剛度與機械學(xué)會、ISO標(biāo)準對比,結(jié)果非常吻合。其次,用APDL語言進行齒輪參數(shù)化建模,計算齒輪的變形量。不同的約束方法得到的齒輪變形量意義不同。利用有限元法得到的單齒變形量與理論方法得到結(jié)果非常接近。最后,考慮時變嚙合剛度與齒面摩擦,齒側(cè)間隙等因素建立了齒輪扭轉(zhuǎn)振動模型。采用理論計算方法計算時變嚙合剛度,易于程序化,能夠很好的與動力學(xué)計算相結(jié)合。編寫了MATLAB計算程序,使用Newmark-P數(shù)值解法來進行求解后,對計算結(jié)果進行分析。研究齒面摩擦以及轉(zhuǎn)速對齒輪動態(tài)性能的影響,同時對齒輪動態(tài)傳遞誤差進行靈敏度分析。
【關(guān)鍵詞】：齒輪時變嚙合剛度 有限元法 齒輪動力學(xué) 非線性
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH132.41
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 研究背景9
• 1.2 齒輪系統(tǒng)動力學(xué)簡介9-13
• 1.3 本論文的主要研究內(nèi)容13-15
• 第二章 直齒圓柱齒輪剛度的計算15-37
• 2.1 直齒圓柱齒輪剛度的研究進展15-17
• 2.1.1 齒輪剛度的計算方法15-16
• 2.1.2 齒輪剛度的數(shù)值計算與理論計算的比較16-17
• 2.2 幾種常用的齒輪剛度定義方法17-23
• 2.2.1 機械學(xué)會定義方法17-18
• 2.2.2 ISO標(biāo)準(草案)18-19
• 2.2.3 石川剛度計算方法19-20
• 2.2.4 威伯-班納斯切克(Weber-Banaschek)剛度計算方法20-23
• 2.3 基于材料力學(xué)求解齒輪剛度的公式推導(dǎo)23-31
• 2.3.1 漸開線齒輪精確建模理論23-26
• 2.3.2 齒輪模型的等效轉(zhuǎn)化26-27
• 2.3.3 齒輪漸開線部分變形量的計算27-29
• 2.3.4 過渡圓角和基體部分的變形量的計算29-30
• 2.3.5 局部接觸變形量的計算30-31
• 2.4 基于齒輪精確建模的齒輪變形量計算31-35
• 2.4.1 最大變形量法求解齒輪變形量31-35
• 2.5 本章小結(jié)35-37
• 第三章 齒輪變形量的有限元分析37-49
• 3.1 有限元法簡介37-40
• 3.1.1 有限元法的發(fā)展37
• 3.1.2 有限元理論基礎(chǔ)37-39
• 3.1.3 有限元分析ANSYS軟件簡介39-40
• 3.2 基于ANSYS的漸開線齒輪變形量分析40-47
• 3.2.1 APDL漸開線齒輪精確建模40-41
• 3.2.2 有限元網(wǎng)格的劃分41
• 3.2.3 邊界條件和載荷的處理41-42
• 3.2.4 ANSYS中結(jié)果的提取42-47
• 3.3 本章小結(jié)47-49
• 第四章 齒輪傳動系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動分析49-69
• 4.1 一級齒輪傳動的非線性扭轉(zhuǎn)振動分析49-62
• 4.1.1 一級齒輪傳動模型的建立49-53
• 4.1.2 摩擦力和摩擦力矩的計算53-54
• 4.1.3 傳動軸的扭轉(zhuǎn)阻尼和齒輪嚙合阻尼的計算54-55
• 4.1.4 求解方法55-56
• 4.1.5 一級傳動結(jié)果分析56-62
• 4.2 齒輪傳動系統(tǒng)參數(shù)靈敏度分析62-67
• 4.3 本章小結(jié)67-69
• 第五章 結(jié)論與展望69-71
• 5.1 結(jié)論69
• 5.2 展望69-71
• 參考文獻71-75
• 致謝75

【參考文獻】

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本文編號：898949