基于CAE的齿轮转子系统振动特性分析

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1、上海大学硕士学位论文基于CAE的齿轮转子系统振动特性分析姓名：徐礼胜申请学位级别：硕士专业：机械设计及理论指导教师：余光伟;陈德锟20030201上海大学硕士学位论文摘要本文进行了基于CAE的齿轮转子系统振动特性的分析，采用当今较流行的功能强大的CAE软件一有限元软件ANSYS，在前人开发的适合于齿轮一轴承一转子系统动力学的ANSYS有限元计算和分析模型的基础上，对齿轮转子系统振动特性做了更深入更全面的研究。首先通过ANSYS软件用三维的梁单元、质量单元和矩阵单元创建单轴和两平行轴齿轮转子系统有限元计算模型，分别计算分析了不同轴承(滚动轴承和滑动轴承)支承刚度下的齿轮转

2、子系统振动特性。比较分析了耦合和非耦合情况下的振动模态和振动响应。通过本文的分析计算，得出如下结论：对于两平行轴齿轮转子系统，与啮合线所在的平面(即啮合面)平行的平面内的振动在耦合前后发生改变(这是因为该方向的振动在耦合情况下受到啮合刚度的影响，不同阶次的振动发生改变的大小与啮合刚度有关)；与啮合线所在的平面(即啮合面)垂直的平面内的振动，对于滚动轴承支承的情况，在耦合前后不发生改变(这是因为该方向的振动在耦合情况下不受啮合刚度的影响)，对于滑动轴承支承的情况，在耦合前后也发生改变(因为受滑动轴承交叉刚度的影响)；在耦合的情况下，因为系统的组成发生了改变，因而有新的频率

3、(即耦合新频率)产生，这些新产生的频率明显地受啮合刚度的影响。实际上，耦合新频率与啮合刚度、支承刚度和系统的轴段刚度都有关。另外，本文还研究了滑动支承情况下齿轮转子系统的复模态谐响应问题。由于交叉刚度的影响，在一个方向(Y方向)的激励也会引起另一个方向(Z方向)的响应：还研究了系统中多点处不同方向上的激励对系统响应的综合影响，并得出了一些有意义的结论，可以为实际的工程设计提供参考。最后本文对CAE与PDM的接口技术进行了初步探索，在前面齿轮转子系统的CAE分析的基础上，结合PDM的原理，通过上海医疗设备厂产品数据管理项目(SUPDM)的实践，从理论和实践上对CAE和PD

4、M的接口做了初步探索，为这方面的进一步研究提供了切实的基础。关键词：齿轮转子系统、CAE、PDM、ANSYS、振动特性上海大学硕士学位论文Abs打actAbstractThisdissertationmainlydeals、Ⅳitllthevibrationcharacteristicsanalysisofgear-bearing—rotorsystemsbasedonCAE．UsingfashionableCAEsoftware-finiteelementsoftwareANSYS，dynamicbehaviorsanalysisofgear—bearing—roto

5、rsystemsareft．trtherandwhollyresearchedbyutilizingprovenfiniteelementcalculationmodeldevelopedbefore．Firstly，themodelsofone-stageandtwo—stagegear-rotorsystemsarecreatedbyusingthree-dimensionbeamelements，masselementsandusermatrixelements，Anddynamiccharacteristicsofgear-rotorsystemssupport

6、edbydifferenttypesofbeatings(rotor-bearingsandfluiddynamicbearings)arecalculatedandanalyzed．Thevibrationmodesandresponsesofthesingleshaftsystemarecomparedwiththatofthecoupledsystem．Inthetwo—stagegear-rotorsystem，vibrationcharacteristicsofcoupledsystemaredifferentfromthatofuncoupledsystem

7、intheplaneparalleledwiththemeshlinebecausemeshrigidityexits。Soisitintheverticalplaneparalleled、Ⅳimthemeshlinewithfluiddynamicbearings，whichhaveacrossrigidity．Inthecoupledsystem，coupledfrequenciesvarywithcouplingrigidity．Secondly,complexharmonicresponseofagear-rotorsystems