基于熱彈耦合大功率船用齒輪箱動態(tài)特性研究.pdf

1、課題來源于國家“十一五”科技支撐計劃“高速、重載、精密機械傳動系統(tǒng)共性關(guān)鍵技術(shù)研究”(2006BAF01B07-01)。為了適應(yīng)國家重大裝備與重點工程的需要，齒輪傳動正朝著高速、重載、低噪聲、高可靠性的方向發(fā)展。以船用減速器、燃氣輪機齒輪箱、風(fēng)力發(fā)電齒輪箱為代表的高速、重載機械傳動系統(tǒng)是大型機械裝備的重要基礎(chǔ)件，其性能的優(yōu)劣直接影響重大機械裝備的綜合性能和壽命。開展對高速、重載齒輪傳動系統(tǒng)共性技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)的研究與開發(fā)，提升機械傳動零部

2、件及其相關(guān)裝備產(chǎn)業(yè)的國際競爭能力，具有重要理論意義和工程實用價值。
　　 論文基于齒輪嚙合原理、輪齒接觸分析、摩擦學(xué)和傳熱學(xué)、非線性系統(tǒng)動力學(xué)，以理論分析、有限元仿真為手段，對基于熱彈耦合的大功率船用齒輪箱系統(tǒng)動態(tài)特性進行理論分析和實驗研究。
　　 論文的主要研究內(nèi)容如下：
　　 ①建立大功率船用齒輪箱齒輪-轉(zhuǎn)子-軸承-箱體耦合三維精細有限元模型，對系統(tǒng)的固有特性進行分析，得到約束情況下船用齒輪箱前20階固有頻率

3、及振型。
　　 ②在考慮熱彈耦合的基礎(chǔ)上，對齒輪接觸狀態(tài)進行有限元分析，研究在熱彈耦合情況下輪齒接觸力和變形，得出基于熱彈耦合工況下齒輪時變嚙合剛度。
　　 ③在基于熱彈耦合的時變剛度激勵、誤差激勵和嚙合沖擊激勵等內(nèi)部激勵和外部激勵的影響下，對船用齒輪箱系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)進行分析，得出系統(tǒng)的振動和結(jié)構(gòu)噪聲特征。
　　 ④結(jié)合非線性動力學(xué)方法對系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)的數(shù)值特征進行分析，分析其時間歷程曲線、功率譜密度、相軌跡、龐加萊