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齿轮系统与齿轮传动的关系

齿轮系统与齿轮传动的关系

发布日期:2016-12-10 00:00 来源:http://www。dlchilun。com 点击:

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    由于在实际工作状态下,齿轮传动不可避免地产生动载荷,为保证可靠的传动性能必须较为准确地确定动载荷及其激励因素。同时,齿轮系统的振动水平直接关系到齿轮传动装置辐射出的噪声。为了设计高质量的齿轮传动装置或改进现有的设计需要深入地研究和了解齿轮传动系统的动态特性。实际齿轮传动系统是由多个弹性元件组成的连续系统。若要考虑各元件的质量和转动惯量的分布以及传动轴的振型等因素,即使采用离散化处理也将变为自由度较多的集中参数系统。


    对于多级齿轮传动系统,除了势必进一步增加动力学模型的自由度数量外,各级大连齿轮轴之间也存在耦合,这些都给系统的动态分析带来了困难。比较了由简单的三自由度弯扭振动模型与有限元模型计算的结果,讨论了两者在无阻尼特征值方面的误差。两者在固有频率值上是不同的,认为这主要是轴的质量和转动惯量以及连续轴的动态特性引起的,尤其是在高频范围内。仅考虑系统的扭转振动用多自由度的扭转振动模型分析了三级齿轮传动的动态特性。


  近年来,人们将传递矩阵法、有限元法和模态分析法等应用到齿轮传动系统的动态分析中。将传递矩阵法用于其弯曲振动和扭转振动耦合的分析模型,计算了在常啮合刚度下由于质量不平衡引起的受迫响应,进一步考虑了周期变化啮合刚度和齿廓误差的影响,并进行了实验研究。1984年,将有限元法引入解决齿轮轴系统的弯曲扭转耦合振动问题,分析了在常刚度下线性系统的固有特性、质量不平衡和几何偏心引起的受迫振动响应以及无阻尼和模态阻尼下的齿面动载荷。的研究则是将整个齿轮箱分为箱体和齿轮传动轴系两部分,用有限元法分别获得箱体的传递函数和齿轮传动轴系的传递函数,电磁制动器再用BBA耦合获得齿面啮合到箱体任一点的传递函数。


    对于齿轮传动轴系,也是先分别获得每一齿轮轴对于扭转振动和横向振动的传递函数,再用齿轮轮齿刚度耦合两根轴。将模态分析法用于多级齿轮传动系统的动态分析,每一齿轮轴用多质量转子轴承离散模型模拟,用传递矩阵法分析其横向振动和扭转振动,通过齿轮的啮合将它们耦合。从建立齿轮系统的动力学模型出发,采用现代化矩阵摄动理论研究了齿轮系统特征值灵敏度分析方法,并通过计算实例论述了齿轮系统减振设计结构灵敏度分析的具体应用。


    大连科尔特系统动力学模型考虑了多对齿轮的转动惯量、时变啮合刚度、误差、阻尼以及轴的转动惯量和刚度,采用模态分析法与状态空间法相结合的方法对运动微分方程进行了求解,并以系统在一个周期内的三对齿轮沿啮合线方向的振动加速度均方根值加权和作为齿轮系统动态性能最优设计的目标函数,以三对齿轮副的螺旋角和变位系数作为设计变量,经优化设计的齿轮,其动态性能有明显的改善。

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