發(fā)布時間：2020-07-18 12:23

【摘要】： 隨著齒輪傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)速不斷增加、性能不斷提高,對于高速齒輪傳動轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動力特性研究越來越成為人們研究的焦點。由于齒輪的嚙合作用,使得各轉(zhuǎn)子之間的彎曲振動和扭轉(zhuǎn)振動相互耦合,因而齒輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動力學(xué)特性不能僅從單個轉(zhuǎn)子來考察,為此必須建立系統(tǒng)的彎扭耦合系統(tǒng)模型來分析其動力學(xué)特性。 論文依托國家科技支撐項目計劃《高速、重載齒輪傳動系統(tǒng)共性關(guān)鍵技術(shù)》,以高速重載燃?xì)廨啓C齒輪傳動轉(zhuǎn)子系統(tǒng)為研究對象,結(jié)合現(xiàn)有的對簡單轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力特性的研究方法,對齒輪轉(zhuǎn)子的動力學(xué)特性包括臨界轉(zhuǎn)速及不平衡響應(yīng)進行研究,為燃?xì)廨啓C齒輪箱的設(shè)計提供參考。 論文首先簡單介紹了轉(zhuǎn)子振動問題的研究現(xiàn)狀和當(dāng)前面臨的主要問題以及國內(nèi)外對此問題的解決方法�？偨Y(jié)了計算轉(zhuǎn)子系統(tǒng)臨界轉(zhuǎn)速及振動模態(tài)的傳遞矩陣法,對簡單轉(zhuǎn)子系統(tǒng)彎振和扭振分析問題做了細(xì)致的研究,列舉了幾種典型單元的傳遞矩陣;并對滑動軸承支承轉(zhuǎn)子的動力學(xué)特性的計算方法進行了研究。討論了滑動軸承動力特性及油膜動力特性系數(shù)的確定,并就轉(zhuǎn)子振動量的復(fù)數(shù)表示進行了深入研究,對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的運動形態(tài)進行了分析,推導(dǎo)了各向異性支承轉(zhuǎn)子典型單元的傳遞矩陣。應(yīng)用整體傳遞矩陣法的基本理論對多平行軸耦合轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進行了建模及分析,推出了其整體傳遞矩陣。 針對高速、重載燃?xì)廨啓C齒輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng),討論并計算其軸承阻尼,剛度,齒輪嚙合剛度,嚙合阻尼以及齒輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)各相關(guān)參數(shù),導(dǎo)出耦合剛度陣,阻尼陣,運用傳遞矩陣法建立單軸轉(zhuǎn)子的彎振模型及齒輪耦合轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的彎扭耦合振動模型,并對其固有特性進行了分析計算。結(jié)果表明,由于齒輪的嚙合作用,使得轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的彎曲振動和扭轉(zhuǎn)振動耦合在一起,并派生出一些新的臨界轉(zhuǎn)速及相應(yīng)模態(tài),因此在系統(tǒng)設(shè)計時需特別注意齒輪傳動對這些模態(tài)的影響。 最后,本文對齒輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的不平衡量響應(yīng)進行了分析,結(jié)果表明,由于齒輪耦合作用,系統(tǒng)某一轉(zhuǎn)子上的激振力將傳遞給其他轉(zhuǎn)子,特別是高速軸上的不平衡量將引起轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的劇烈振動,因此要注意提高轉(zhuǎn)子尤其是高速轉(zhuǎn)子的動平衡精度,降低不平衡激勵,以提高系統(tǒng)的動態(tài)品質(zhì)。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TH132.41
【圖文】：

二分法或者弦割法掃描求解就可得到該轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速和振型。3.1.1 整體矩陣法的提出整體傳遞矩陣法是由傳遞矩陣法演化而來。因此，建立模型的方法與傳遞矩陣法一樣，要將轉(zhuǎn)子系統(tǒng)處理成為便于分析計算的簡化模型。模型的建立與傳遞矩陣法基本相似，將轉(zhuǎn)子系統(tǒng)劃分成若干段站，劃分原則與傳統(tǒng)的傳遞矩陣法相同。首先按照傳遞矩陣法的分段原則將系統(tǒng)劃分為不同類型的軸段。一個完整的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)可按系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)劃分成若干子結(jié)構(gòu)，每個子結(jié)構(gòu)先根據(jù)自身情況進行獨立劃分，然后在適當(dāng)?shù)奈恢锰砑犹撛O(shè)單元，以使各個子結(jié)構(gòu)單元數(shù)目相同，且邏輯對齊，便于整體傳遞，虛設(shè)單元長度為零，質(zhì)量為零�？紤]如圖 3.1 所示的四自由度彈簧振子系統(tǒng)，它可以看作是兩個二自由度系統(tǒng) 1 和 2 通過彈簧ck 連接在一起。設(shè)在任意時刻1234m 、m 、m、m的振動位移分別為1234x 、x 、x、x。則系統(tǒng)的狀態(tài)矢量可以表示為{ }Txxxxx1234= 。我們分別利用多自由度系統(tǒng)模態(tài)分析法和傳遞矩陣法來討論它的固有振動頻率的計算。

由式(3.20)與式(3.21)可推導(dǎo)得出：1 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 00 0 1 0 0 00 0 0 0 1 0 0 00 0 0 0 0 1 0 00 0 0 0 1 00 0 0 0 0 1Rh hh hiix xM K KMQ K KQx xM K KMQ K KQI II II II III IIII IIII IIII IIθ θθ θ = Li (3.2上式可以寫成如下矩陣形式：1 22 1R Li iiZ C CZZ C CZ = Ⅰ ⅠⅡ Ⅱ(3.2其中，1 22 1iC CC C 為連接雙轉(zhuǎn)子的耦合矩陣。同理可推出更多轉(zhuǎn)子的耦合矩陣

為各向同性時，則對于圓盤軸段組合部件，其兩端截面的：pdpdpdmkqlmkJJllElEIlEIlJJEIlmkEIlElEIlEIlJJEIlmklEIlΩ Ω ΩΩ + ΩΩ + Ω +0000001()()122()1()2266()2()[16(1)122222222233223ν衡響應(yīng)計算方法與支承各向異性基本相同，不再贅述。已知1 2 3 4 5m =m =m =m =m =20kg ，圓盤半徑 R = 20cm，各直徑 d = 3cm，材料的彈性模量 E = 200Gpa。支承軸承選7圖 5.3 多圓盤轉(zhuǎn)子在穩(wěn)態(tài)不平衡響應(yīng)中的運動現(xiàn)象Fig 5.3 The movement of multi-rotors in steady-state unbalance respons

【引證文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 張坤;鄭百林;李應(yīng)生;;高速齒輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)質(zhì)量不平衡響應(yīng)分析[J];計算機輔助工程;2010年03期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 何愛民;重型燃?xì)廨啓C齒輪箱關(guān)鍵技術(shù)研究與設(shè)計開發(fā)[D];南京理工大學(xué);2010年

2 李丹;高速列車傳動齒輪箱齒輪轉(zhuǎn)子動力學(xué)特性研究[D];大連理工大學(xué);2012年

3 劉少權(quán);MS6001B型燃?xì)廨啓C發(fā)電機組軸系動力學(xué)研究[D];清華大學(xué);2011年

4 李波音;挺柱體端面內(nèi)圓復(fù)合磨床設(shè)計及分析[D];河南科技大學(xué);2012年

本文編號：2760883