基于虚拟样机齿轮啮合过程中啮合力动态仿真.pdf

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1、应用与试验2012年第6期(总第122期)·机械研究与应用·基于虚拟样机齿轮啮合过程中啮合力动态仿真许俊梅，苟向锋(兰州交通大学机电工程学院，兰州730070)摘要：基于多体动力学仿真软件ADAMS建立了齿轮一转子系统扭转振动动力学模型。该齿轮副模型包含传统齿轮副扭转振动模型的全部动力学内容。对齿轮啮合过程进行了仿真分析。分析了该模型中主要参数：扭转刚度、扭转阻尼、啮合刚度、啮合阻尼对齿轮啮合力的影响。结果表明：提高啮合刚度、增大啮合阻尼、减小扭转刚度、增大扭转阻尼都能有效地降低齿轮传动时产生的振动和噪声。为齿轮传动系统实现减振降噪提出了可行的优

2、化措施。关键词：ADAMS；动力学仿真；啮合力中图分类号：TH132．413文献标识码：A文章编号：1007-4414(2012)06—0068—03DynamicsimulationofmeshingforceingearmeshingprocessbasedonvirtualprototypingXuJun—mei，GouXiang-~ng(CollegeofengineeringofLanzhouJiaotonguniversity，LanzhouGansu730070，China)Abstract：Thetorsionalvibratio

3、nmodelofthegear—rotorsystemissetupbasedonADAMS．Themodelincludesalltheki—neticcontentsofatorsionalvibrationmode1．Dynamicsimulationofmeshingforceingearmeshingprocessiscompleted．Themainparametersareanalyzedincludingtorsionalstiffness，torsiondamper，meshstiffness，meshdamping，which

4、affectinggearmeshingforce．．Theresultsshowthatthevibrationandnoiseproblemsingeartransmissioncanbeeffectivelyreducedbyimprovingmeshingstiffness，increasingmeshingdamping，reducingtorsionalstiffnessandincreasingtorsiondamper．Someop—tinfizedsolutionsareprovidedforreducingthevibrati

5、onandnoiseproblemsingeartransmissionsystem．Keywords：ADAMS；dynamicssimulation；meshingforce模拟齿轮系统真实传动过程和系统的动态特性，继而1引言分析结果，提出了可行的优化措施，为以后以减振降齿轮是传递动力和运动的一种常用机构，在机械噪为目的的齿轮传动系统振动进行主动控制提供了设备中占有重要地位。随着机械设备的大型化和复有力的基础。杂化，齿轮传动时所产生的振动和噪声问题越来越突2齿轮副扭转振动模型出。所以对引起齿轮传动产生振动和噪声的因素进在一对齿轮副纯扭转振动分

6、析模型的基础上，考行研究具有重要的意义。笔者利用机械动力学仿真虑传动轴的扭转刚度、原动机(电动机等)和负载(执分析软件ADAMS对齿轮啮合力进行了仿真分析，分行机构)的转动惯量等，形成了齿轮转子系统的扭转析了该模型主要参数对齿轮振动和噪声的影响，为进振动问题¨，其典型动力学模型如图1所示。一步研究机床传动系统振动特性奠定了基础J。随着计算机技术的不断发展，大型软件如AD———AMS、ANSYS、LS—DANY也运用于齿轮系统的建立和IL丁LT动态特性分析。有限元法被广泛应用于齿轮啮II垂L合特性研究。但有限元法往往计算效率较低，一般被一用于轮齿啮

7、合瞬态和静态特性研究。笔者基于以上众多学者的研究成果提出一种基于ADAMS软件的图1齿轮一转子系统扭转振图2ADAMS中建立的齿轮一动动力学模型转子振动模型齿轮一转子耦合齿轮传动系统建模方法。用impact函数模拟齿轮传动过程中的啮合和碰撞，用ADAMS中的扭簧模拟系统传动过程中的轴。利用该方法建对于图1中的振动系统，不考虑传动轴的质量，立的模型综合考虑时变啮合刚度、啮合阻尼、原动机将原动机、主被动齿轮和负载分别处理成4个集中的和负载的动态输入以及传动轴扭转柔性。能较好的转动惯量原件。因此模型是4自由度扭转振动系统，收稿日期：2012—10—11

8、作者简介：许俊梅(1987一)，女，甘肃兰州人，硕士，研究方向：齿轮动力学。·68·