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1、分类号:TH1210710-2015125110硕士学位论文耦合箱体的齿轮系统动力学建模与动态特性分析王亚欣导师姓名职称贺朝霞副教授申请学位类别工学硕士学科专业名称机械设计及理论论文提交日期2018年4月5日论文答辩日期2018年5月14日学位授予单位长安大学DynamicsModelingandDynamicCharacteristicAnalysisofGearSystemwithCouplingBoxADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：WangYaxinSu
2、pervisor：AssociateProf.HezhaoxiaChang’anUniversity,Xi’an,China摘要齿轮传动系统作为主要的传动装置之一，为了满足高效性、可靠性、低噪声、低振动等性能，其因振动所产生的噪声问题也越来越受到关注。由于时变啮合刚度、加工误差及安装误差的存在，每对齿轮相互啮合，必然会产生振动和冲击，而这种振动和冲击会通过各种零件传递到结构系统，从而使得箱体产生振动和噪声。在齿轮系统工作过程中，箱体通过与传动系统中的轴承接触，给传动系统提供支撑，因此，箱体参数变化也会影响齿轮传动系统的动态响应。因
3、此，为了获得更为准确的系统响应，更好地预测系统的振动噪声，文中建立了耦合箱体振动的齿轮传动系统动力学模型，并分析其固有特性和动态响应。论文的主要内容与成果如下：1.以功率分流/汇流齿轮传动系统为例，建立了弯－扭－轴耦合动力学分析模型，在建模过程中考虑各构件三个平移自由度和一个扭转自由度以及级间耦合。分析了系统结构在平均啮合刚度下的固有特性，并采用newmark积分方法对系统响应进行了求解，归纳了转速和参数对动态啮合力的影响规律。2.根据直接修正法算法思路，编写相应的程序，在不采用任何模态扩展或缩减技术的情况下，直接用试验得到的部
4、分箱体振型数据来修正ANSYS理论分析得到的箱体振型数据，进而实现箱体模型的修正。使修正后结构有限元模型计算的响应值趋于试验值，从而得到更贴近实际结构的有限元模型。3.将传动系统和箱体耦合起来，采用广义有限元法建立了耦合箱体振动的齿轮传动系统动力学模型。分别求解了耦合箱体前后系统的固有特性，分析了箱体的耦合对固有频率的影响。采用newmark积分法分别计算了耦合箱体前后系统的动态响应，总结了箱体的耦合对齿轮副的啮合力的影响规律。关键字：耦合振动，齿轮传动，模态修正，固有特性，动态响应iiiAbstractGeartransmiss
5、ionsystemisoneofthemaintransmissiondevices,inordertomeetthehighefficiency,reliability,lownoise,lowvibrationandotherproperties,thenoisecausedbyvibrationhasbeenpaidmoreandmoreattention.Duetotheexistenceoftime-varyingmeshingstiffness,machiningerrorandinstallationerror,ea
6、chpairofmeshinggearswillinevitablyproducevibrationandshock,andthisvibrationandshockwillbetransmittedtothestructuralsystemthroughvariousparts.Thus,theboxproducesvibrationandnoise.Intheworkingprocessofthegearsystem,theboxprovidessupportforthetransmissionsystembycontacti
7、ngwiththebearing.Therefore,thechangeoftheboxparameterswillalsoaffectthedynamicresponseofthegeartransmissionsystem.Therefore,inordertoobtainmoreaccuratesystemresponseandbetterpredictthevibrationandnoiseofthesystem,adynamicmodelofthegeartransmissionsystemcoupledwiththev
8、ibrationoftheboxisestablished,anditsinherentcharacteristicsanddynamicresponseareanalyzed.Themaincontentsandresultsareasfollo
