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基于剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)模型的齒輪箱系統(tǒng)振動(dòng)信號(hào)研究及實(shí)驗(yàn)分析

發(fā)布時(shí)間:2017-07-31 13:09

  本文關(guān)鍵詞:基于剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)模型的齒輪箱系統(tǒng)振動(dòng)信號(hào)研究及實(shí)驗(yàn)分析


  更多相關(guān)文章: 齒輪箱 剛?cè)狁詈夏P?/b> 調(diào)制 特征頻率


【摘要】:汽車(chē)變速器主要有定軸輪系齒輪箱和行星輪系齒輪箱兩種,齒輪箱振動(dòng)噪聲情況直接影響著汽車(chē)的舒適性。行星輪系齒輪箱和定軸輪系齒輪箱相比,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,振動(dòng)信號(hào)頻譜也非常復(fù)雜。正常的行星齒輪系產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)表現(xiàn)出與故障定軸齒輪系相同的特性。進(jìn)行正常以及各類(lèi)典型故障情況下齒輪箱振動(dòng)信號(hào)特征頻率的仿真分析,對(duì)齒輪箱的故障診斷工作具有重要的意義。論文主要研究結(jié)果如下:(1)進(jìn)行齒輪箱多體動(dòng)力學(xué)建模,采用CATIA三維建模軟件建立定軸齒輪箱和含3個(gè)行星輪的行星齒輪箱三維模型,運(yùn)用LMS Virtual.lab軟件考慮齒輪箱實(shí)際連接關(guān)系,齒輪剛度、阻尼特性等建立齒輪箱多體動(dòng)力學(xué)模型,通過(guò)對(duì)齒輪箱箱體進(jìn)行柔性化處理,得到齒輪箱剛?cè)狁詈隙囿w動(dòng)力學(xué)模型。(2)運(yùn)用建立的定軸輪系齒輪箱剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)模型,針對(duì)不同故障類(lèi)型進(jìn)行振動(dòng)響應(yīng)模擬計(jì)算,分析了其特征頻率成分。正常情況振動(dòng)響應(yīng)只含有嚙合頻率及其倍頻;平穩(wěn)型故障下,振動(dòng)響應(yīng)包括轉(zhuǎn)頻成分、以嚙合頻率及其倍頻為載波頻率、以轉(zhuǎn)頻及其倍頻為調(diào)制頻率的調(diào)制邊頻帶;沖擊型故障下,振動(dòng)響應(yīng)包括以固有頻率和嚙合頻率及其倍頻為載波頻率、以轉(zhuǎn)頻及其倍頻為調(diào)制頻率的調(diào)制邊頻帶;復(fù)合型故障情況下,齒輪系統(tǒng)的振動(dòng)響應(yīng)同時(shí)包括正常、平穩(wěn)型和沖擊型故障的振動(dòng)特征。通過(guò)試驗(yàn)測(cè)試和分析結(jié)果驗(yàn)證了仿真分析的正確性。(3)對(duì)正常及存在典型故障的行星齒輪箱振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行系統(tǒng)性地仿真分析。正常情況下的振動(dòng)信號(hào)只在行星輪個(gè)數(shù)3的整數(shù)倍處頻率的幅值不為零,其他頻率處的幅值均為零;并且在嚙合頻率兩側(cè)存在對(duì)稱(chēng)或非對(duì)稱(chēng)的3倍行星架轉(zhuǎn)頻的調(diào)制邊頻帶;齒圈斷齒,振動(dòng)響應(yīng)還包括以固有頻率和嚙合頻率及其倍頻為載波頻率、以3倍行星架轉(zhuǎn)頻及其倍頻為調(diào)制頻率的調(diào)制邊頻帶;太陽(yáng)輪斷齒,也會(huì)激起齒圈的固有頻率,出現(xiàn)3倍太陽(yáng)輪與行星架相對(duì)轉(zhuǎn)頻的頻調(diào)制邊頻帶;同時(shí)轉(zhuǎn)速的輕微波動(dòng),在嚙合頻率附近也會(huì)產(chǎn)生行星架轉(zhuǎn)頻及其倍頻的微弱調(diào)制成分。結(jié)合系統(tǒng)性的實(shí)驗(yàn)分析驗(yàn)證仿真計(jì)算的結(jié)果。
【關(guān)鍵詞】:齒輪箱 剛?cè)狁詈夏P?/strong> 調(diào)制 特征頻率
【學(xué)位授予單位】:華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類(lèi)號(hào)】:U463.212
【目錄】:
  • 摘要5-6
  • Abstract6-10
  • 第一章 緒論10-17
  • 1.1 課題來(lái)源10
  • 1.2 研究背景與意義10-11
  • 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
  • 1.3.1 齒輪箱振動(dòng)建模與仿真研究現(xiàn)狀11-14
  • 1.3.2 齒輪箱振動(dòng)機(jī)理研究現(xiàn)狀14-15
  • 1.4 問(wèn)題的提出15-16
  • 1.5 主要研究?jī)?nèi)容16-17
  • 第二章 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)剛?cè)狁詈隙囿w動(dòng)力學(xué)建模17-29
  • 2.1 多剛體動(dòng)力學(xué)建模理論17-18
  • 2.2 定軸輪系齒輪箱多體動(dòng)力學(xué)及剛?cè)狁詈辖?/span>18-22
  • 2.2.1 齒輪箱多剛體動(dòng)力學(xué)建模18-19
  • 2.2.2 箱體柔性化19-20
  • 2.2.3 軸承剛度和阻尼20
  • 2.2.4 齒輪箱振動(dòng)信號(hào)響應(yīng)模型20-22
  • 2.3 行星輪系齒輪箱多體動(dòng)力學(xué)及剛?cè)狁詈辖?/span>22-27
  • 2.3.1 行星齒輪箱多剛體動(dòng)力學(xué)建模22-23
  • 2.3.2 內(nèi)齒圈柔性化23-25
  • 2.3.3 齒輪箱振動(dòng)信號(hào)響應(yīng)模型25-27
  • 2.4 齒輪箱運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真27-28
  • 2.5 本章小結(jié)28-29
  • 第三章 定軸輪系齒輪箱振動(dòng)信號(hào)仿真及實(shí)驗(yàn)研究29-42
  • 3.1 定軸輪系齒輪箱振動(dòng)信號(hào)仿真29-36
  • 3.1.1 正常狀態(tài)下齒輪振動(dòng)信號(hào)仿真29-31
  • 3.1.2 平穩(wěn)型故障齒輪振動(dòng)信號(hào)仿真31-33
  • 3.1.3 沖擊型故障齒輪振動(dòng)信號(hào)仿真33-35
  • 3.1.4 復(fù)合型故障齒輪振動(dòng)信號(hào)仿真35-36
  • 3.2 試驗(yàn)驗(yàn)證分析36-38
  • 3.2.1 正常齒輪箱振動(dòng)響應(yīng)實(shí)驗(yàn)36-37
  • 3.2.2 輸出齒輪偏心故障下的振動(dòng)響應(yīng)實(shí)驗(yàn)37-38
  • 3.3 汽車(chē)變速器實(shí)驗(yàn)研究38-40
  • 3.4 本章小結(jié)40-42
  • 第四章 行星輪系齒輪箱振動(dòng)信號(hào)仿真及實(shí)驗(yàn)研究42-64
  • 4.1 行星齒輪系的嚙合剛度42
  • 4.2 行星齒輪箱振動(dòng)信號(hào)仿真42-57
  • 4.2.1 正常情況下振動(dòng)信號(hào)仿真43-49
  • 4.2.2 齒圈嚙合點(diǎn)間隔角度不相等情況振動(dòng)信號(hào)仿真49-50
  • 4.2.3 齒圈出現(xiàn)斷齒故障振動(dòng)信號(hào)仿真50-55
  • 4.2.4 太陽(yáng)輪斷齒故障振動(dòng)信號(hào)仿真55-57
  • 4.3 實(shí)驗(yàn)分析57-62
  • 4.3.1 正常的行星齒輪箱實(shí)驗(yàn)57-59
  • 4.3.2 太陽(yáng)輪斷齒故障行星齒輪箱實(shí)驗(yàn)59-62
  • 4.4 本章小結(jié)62-64
  • 結(jié)論與展望64-66
  • 參考文獻(xiàn)66-71
  • 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果71-72
  • 致謝72-73
  • 附件73

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