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齒輪系統與齒輪傳動的關系

齒輪系統與齒輪傳動的關系

發布日期:2016-12-10 00:00 來源:http://www.781468.live 點擊:

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    由于在實際工作狀態下,齒輪傳動不可避免地產生動載荷,為保證可靠的傳動性能必須較為準確地確定動載荷及其激勵因素。同時,齒輪系統的振動水平直接關系到齒輪傳動裝置輻射出的噪聲。為了設計高質量的齒輪傳動裝置或改進現有的設計需要深入地研究和了解齒輪傳動系統的動態特性。實際齒輪傳動系統是由多個彈性元件組成的連續系統。若要考慮各元件的質量和轉動慣量的分布以及傳動軸的振型等因素,即使采用離散化處理也將變為自由度較多的集中參數系統。


    對于多級齒輪傳動系統,除了勢必進一步增加動力學模型的自由度數量外,各級大連齒輪軸之間也存在耦合,這些都給系統的動態分析帶來了困難。比較了由簡單的三自由度彎扭振動模型與有限元模型計算的結果,討論了兩者在無阻尼特征值方面的誤差。兩者在固有頻率值上是不同的,認為這主要是軸的質量和轉動慣量以及連續軸的動態特性引起的,尤其是在高頻范圍內。僅考慮系統的扭轉振動用多自由度的扭轉振動模型分析了三級齒輪傳動的動態特性。


  近年來,人們將傳遞矩陣法、有限元法和模態分析法等應用到齒輪傳動系統的動態分析中。將傳遞矩陣法用于其彎曲振動和扭轉振動耦合的分析模型,計算了在常嚙合剛度下由于質量不平衡引起的受迫響應,進一步考慮了周期變化嚙合剛度和齒廓誤差的影響,并進行了實驗研究。1984年,將有限元法引入解決齒輪軸系統的彎曲扭轉耦合振動問題,分析了在常剛度下線性系統的固有特性、質量不平衡和幾何偏心引起的受迫振動響應以及無阻尼和模態阻尼下的齒面動載荷。的研究則是將整個齒輪箱分為箱體和齒輪傳動軸系兩部分,用有限元法分別獲得箱體的傳遞函數和齒輪傳動軸系的傳遞函數,電磁制動器再用BBA耦合獲得齒面嚙合到箱體任一點的傳遞函數。


    對于齒輪傳動軸系,也是先分別獲得每一齒輪軸對于扭轉振動和橫向振動的傳遞函數,再用齒輪輪齒剛度耦合兩根軸。將模態分析法用于多級齒輪傳動系統的動態分析,每一齒輪軸用多質量轉子軸承離散模型模擬,用傳遞矩陣法分析其橫向振動和扭轉振動,通過齒輪的嚙合將它們耦合。從建立齒輪系統的動力學模型出發,采用現代化矩陣攝動理論研究了齒輪系統特征值靈敏度分析方法,并通過計算實例論述了齒輪系統減振設計結構靈敏度分析的具體應用。


    大連科爾特系統動力學模型考慮了多對齒輪的轉動慣量、時變嚙合剛度、誤差、阻尼以及軸的轉動慣量和剛度,采用模態分析法與狀態空間法相結合的方法對運動微分方程進行了求解,并以系統在一個周期內的三對齒輪沿嚙合線方向的振動加速度均方根值加權和作為齒輪系統動態性能最優設計的目標函數,以三對齒輪副的螺旋角和變位系數作為設計變量,經優化設計的齒輪,其動態性能有明顯的改善。

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