文档介绍：.
2 / 6
实****调研报告
1 课题的来源及意义
由于齿轮箱系统具有结构简单、传动效率高、制造成本低和工作可靠等优点,在各种机械设备上有很广泛的应用,齿轮箱系统的动力学行为和工作性能对整个机械系统有重要的影响,而齿轮传动系统的误差。
今后齿轮动力学的研究仍将是重点和主要方向,将齿轮传动系统和结构系统统一起来作为一种复杂的弹性结构系统,根据动态设计的思路,研究其动态优化设计,只有这样,才能真正设计出高性能的齿轮系统。近年来虽然齿轮箱系统动态优化得到了设计者的高度认识,对齿轮箱系统动态分析的学者越来越多,对于齿轮箱系统的动态特性达到了一定的高度。尽管有些设计者在机械设计当中考虑齿轮系统的动态特性,但是具体将齿轮箱系统的激振与噪声产生结合起来对齿轮箱系统进行系统优化设计的研究还相对较少,从而没有从根本上解决齿轮箱振动和噪声问题,因此齿轮箱振动和噪声问题是函待解决的重要课题。
3 研究目标
本课题将以单级传动的直齿圆柱齿轮系统为研究对象,对齿轮对的啮合机理进行研究,建立齿轮对啮合过程的动力学模型,并且仿真求解。并应用有限元方法,对齿轮箱进行模态分析及稳态振动响应分析,并进行模态实验,验证有限元模型的可行性。
4 研究内容、方法及手段
.
3 / 6
从目前的研究方向来看,对于振动产生机理方面,动力学建模与仿真计算是研究的重要手段。
：
〔1动载系数模型
动载系数模型是在齿轮动力学研究的早期使用的单自由度模型,主要用来确定轮齿啮合的动载系数,目前已不常用。
〔2齿轮副扭转振动模型
以一对齿轮副为分析对象,不考虑齿轮的横向振动位移,假设支承是刚性的<常用于传动轴和支承系统刚度较大的场合>,这种模型主要用来研究齿轮副的动态啮合响应问题。
〔3传动系统模型
以传动系统为建模对象,包含了齿轮副、传动轴,有时也包含支承轴承、原动机和负载惯性。其振动形式分为纯扭模型和弯、扭、轴、摆等多类自由度相互耦合的耦合型模型。利用此模型,不仅可以确定动载荷,还可以确定系统中所有零件的动态特性及相互作用。
〔4齿轮系统模型
以传动系统和结构系统作为建模对象,因此,是耦合型模型,在分析时同时考虑两种系统的相互作用,全面确定齿轮系统的动态特性,尤其适用于分析齿轮系统振动噪声的产生与传递。
本课题基于本课题主要是从齿轮对的啮合机理方面研究振动的主要来源,因此所采用的动力学模型为齿轮副扭转振动模型,即不考虑传动轴、支承轴承和箱体等的弹性变形。
动力学仿真计算
机械动力学分析软件 ADAMS<Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems>是目前国际上使用最广泛的机械系统动态模拟软件。它采用虚拟样机技术,将强大的大位移、非线性分析求解功能与使用方便的用户界面相结合,并提供与其它CAE软件如控制分析软件MATLAB、有限元分析软件ANSYS等的集成模块扩展设计手段。使用户能够方便地对各种复杂机械系统进行建模、仿真和分析。在Adams环境下,通过建立某指定机械系统的数字化虚拟样机,可以准确地预测该系统的各种虚拟试验的性能。
齿轮箱的齿轮、轴和轴承共同构成了齿轮传动系统,其动力学特性对齿轮箱的工作性能、振动和噪声有决定性