斜齿轮耦合转子系统动力学的研究特性的研究硕士论文

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1、万方数据公岽呈／J7℃’UDC密级学位论文斜齿轮耦合转子系统动力学特性研究作者姓名：指导教师：申请学位级别：学科专业名称：论文提交日期：学位授予日期：评阅人：王奇斌张义民教授东北大学机械工程与自动化学院硕士学科类别：工学机械设计及理论2012年6月论文答辩日期：2012年6月2012年7月懒会主席：起套旬互崔也历樨东北大学2012年6月万方数据ThesisinMechanicalDesignandTheoryResearchonDynamicCharacteristicsofaHelicalGearCouplingRotorSystemByWangQibinSupervisor：

2、ProfessorZhangYiminNortheasternUniversityJune2012㈣吲㈣猩眦，z㈣川万方数据感谢机械传动国家重点实验室开放基金项目(SKLMT-KFKT-200903)对本课题的大力资助!万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明：并表示谢=亡巴思。学位论文作者签名：互石斌’日期：矽f土．汐f．玛学位论文版权使用授权书本学位论文作者

3、和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论：艾的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两年Ⅳ学位论文作者签名：互而烈签字日期：即I2．．口6．)g{导师签名：一签字日期：印，2．矽彭．码万方数据东北大学硕士学位论文摘要斜齿轮耦合转子系统动力学特性研究摘要齿轮转子系统是各种机器和机械设备中应用最广泛的动力和运动传递装置之一，其力学性能和工作性能对整个机器有重要影响。由于齿轮的啮合作用，齿轮

4、轴系的振动特性与简单转子系统有着根本的区别，突出特征为系统各轴间的弯扭耦合振动，对于斜齿轮还存在弯扭轴摆耦合振动。如果不考虑耦合振动的影响，不仅造成计算精度低，而且容易丢失一些重要信息，如模态耦合派生的新频率，扭转激励激发的横向响应等。因此，应从系统的角度对齿轮耦合转子系统进行研究。本文以一个两对斜齿轮耦合的三平行轴转子系统为研究对象，考虑静态传递误差、齿轮几何偏心的影响建立了全自由度通用齿轮啮合动力学模型，并考虑转子系统的影响，建立了平行轴系齿轮转子系统有限元模型。从固有特性和动力学响应两方面对系统进行了分析，主要内容包括以下几个方面：(1)本文以斜齿圆柱齿轮系统为研究对象，考

5、虑齿轮静态传递误差、齿轮几何偏心、输入输出转矩等因素，建立了全自由度通用平行轴齿轮动力学啮合模型。(2)考虑转子系统的影响，建立了平行轴系齿轮转子系统有限元模型。并对系统进行弯扭轴摆耦合固有特性分析。(3)为了判断系统的各阶主导模态、主导轴，更好的预测转子系统结构的失效部位、失效性质和实现结构在动力特性上的优化设计，本文提出使用模态应变能和模态应变能密度定量的识别转子系统主导模态和主导轴。并与定性识别的模态振型进行对比，证明了本文提出方法的正确性。(4)分析了多种参数对系统固有特性的影响。1)不同自由度下齿轮耦合；2)不同的主动轴、主动轴的转向、齿轮的旋向；3)齿轮的啮合刚度、安

6、装角、螺旋角、方位角等因素。(5)基于APl617标准分析了齿轮转子系统在定转速、变转速下的不平衡响应。结果表明在转速范围内，系统响应没有出现峰值，幅值也小于APl617标准，因此系统在此范围内运行是安全可靠的。(6)通过建立齿轮几何偏心的系统动力学方程，分析了齿轮偏心对系统不平衡响应的影响。最后，分析了齿轮偏心量对系统响应的影响。(7)基于ANSYS软件建立了齿轮的有限元啮合模型。通过接触分析求得多种载荷下齿轮静态传递误差。然后考虑静态传递误差，对系统进行了动力学响应分析。最后，．III．万方数据东北大学硕士学位论文摘要分析了多种载荷下齿轮传递误差的系统动力学响应。本文针对斜齿

7、轮转子系统展开动力学特性的研究，通过大量数值计算得出动态特性的相应结果，为进一步的理论研究和高性能齿轮转子系统的设计提供理论基础。关键词：斜齿轮；齿轮转子系统；动力学特性；模态应变能；弯扭轴摆耦合；静态传递误差．Ⅳ．万方数据东北大学硕士学位论文AbstractResearchonDynamicCharacteristicsofaHelicalGearCouplingRotorSystemAbstractGearrotorsystemisoneofthewidestmovement