资源目录
压缩包内文档预览：
编号：78164526
类型：共享资源
大小：1.37MB
格式：ZIP
上传时间：2020-05-09
上传人：柒哥
认证信息
个人认证
杨**（实名认证）
湖南
IP属地：湖南
40
积分
- 关 键 词：
-
对辊机主传动系统设计
机主
传动系统
设计
- 资源描述：
-
购买设计请充值后下载，，资源目录下的文件所见即所得，都可以点开预览，，资料完整，充值下载可得到资源目录里的所有文件。。。【注】：dwg后缀为CAD图纸，doc,docx为WORD文档，原稿无水印，可编辑。。。具体请见文件预览，有不明白之处，可咨询QQ:12401814
- 内容简介：
-
黄河科技学院毕业设计 （文献翻译 ） 第 12页 单位代码 02 学 号 080105044 分 类 号 TH6 密 级 毕业设计文献翻译 院（系）名称工学院机械系 专业名称机械设计制造及其自动化 学生姓名 指导教师2012年 03 月 10 日用一种新的多体动力学齿轮敲击模型预测啮合齿轮的振动力机械和系统设计系, 弘益大学, 121-791,韩国首尔机械工程系,庆北国立大学,702-701,韩国大邱南阳研发中心,现代汽车公司,772-1,445-706, 韩国京畿省摘要：建立了一种多体动力学方法来预测在各种速度下负载和空载的斜齿圆柱齿轮副振动传递的力。该模型还可以用来计算手动变速箱的轴承力，并且，这个轴承力可能转换为敲击噪声。考虑了啮合齿轮轮齿的弯曲性能和传动轴的扭转性能并且分别通过计算轮齿的弯曲刚度和在两个齿轮中间的传动轴部分上增加扭转弹簧，在多体动力学模型中将二者有效的表达了出来。对出轮和轴承上的应力进行计算和比较。尽管两种模型得出的结果非常相似，但与基于频率的模型相比,等效模型只花费58%的计算时间。关键词：敲击噪声,齿轮力波动,手动变速箱,多体运动力学,齿轮间隙1. 引言齿轮敲击是一种典型的齿轮噪声现象，它的产生是由于发动机中不规则的燃烧产生的能量而引起的扭矩的波动，如图1. 接着，齿轮敲击会使轮齿冲击空载齿轮在齿侧间隙内波动(Seaman等人,1984年; Padmanabhan等人, 1995年;Kamo等人,1996年).波动的影响传播到轴承上(Fujimot-o和 Kizuka,2001年), 轴承的反作用力可以计算出来并且可以转化为齿轮敲击密度( Sakaiet等人. 1981年; Wang 等人,2001年, 2002年)。由于柴油机广泛用于客车,所以为了获得首要的设计能力，在设计的初步阶段考虑自动变速器的齿轮敲击噪声是至关重要的。为了达到这个目标，应该开发可以在各种挡位下的啮合和非啮合状态下以及受到的传动轴上轴承的波动作用力时，可以计算齿轮振动力的有效的数值模型。图1 发动机扭矩的振动随时间的变化这个问题已经引起了广发的关注.Kuburet(2004年)提出了一种由多个挠性轴组成的多轴斜齿轮减速箱的动态模型。该模型由连接三维计算齿轮副模型的有限元的轴模型构成。此模型用以分析自由和受迫振动的系统。Park等人（2004年)开发了一个带有灵活的轴承的齿轮传动转子系统有限元模型，用来测算轴承系数对系统的动态影响。用一个带有弹簧的刚性圆盘进行齿轮啮合模拟。由于接触点法向的弹性变形而引起的啮合直齿轮轮齿刚度的变化通过有限元分析做出计算。（Kimet. 2000年），将齿轮刚度视为随时间变化的系数（Blankenship and Singh, 1995年;Theodossiades and Natsiavas, 2000年）。分析了由于传动误差和轮齿侧隙而引起的传动系统的非线性动态行为，并且开发出一种基于计算传动误差和齿侧间隙的运动方程（Choi.1997年；Singh.1989年）。对齿轮误差和轴的变形的关系也有相关的分析。轴和支撑轴的变形通过有限元建立了模型（Park and Cho, 2001年）。Kim and Singh (2001年)提出了一种分析模型，可以说明在驱动敲击模式下负载和空载齿轮副的动态交互作用，并且与实验结果做了比较。Park (2007年)最近研发了一种基于负载齿轮和刚性轴来研究手动变速器的齿轮敲击的动态数值模型。Yakoub （2004年)开发了一种数值模型用于预测由手动变速箱发出的敲击噪声，是通过使用DADS计算柔性多体动力和振动噪声的。建立了模拟简单和复杂的单行星齿轮组啮合模型，用于模拟在简单和复杂行星齿轮系中齿轮啮合激励的方法，并被证明适用于评价噪音和震动水平（Morgan.2007年）。最近一个前轮驱动的手动变速箱的摩擦动力模型被建立出来，用以研究间歇声响以及考虑液压接触反应和侧面摩擦（Tangasawi,2007年）。用有限元和边界元方法来降低轴系中齿轮的噪声（Kim,2007年）。然而，由于之前的大多数研究只集中在一个单一的简单齿轮副或基于简单的有限元分析，不能有效的考虑在多级齿轮变换中加载和卸载齿轮振动力的联合作用。这个研究的目的就是研发一个高效的多体力学模型来测算在不同速度和轴承反作用力的作用下负载齿轮和空载齿轮所受到的波动力。有效的考虑了啮合轮齿的弯度以及减速器传动轴的扭转挠度，并且在多体动力学模型中分别通过计算轮齿的弯曲刚度和在两个齿轮轴向中的截面上增加一个扭转弹簧使之具体化。计算了在轮齿和轴承上的反作用力并和其他三种方法做了比较。这三种方法分别为等效模型、刚体模型和基于频率的模型。2. 多体等效模型必须建立的一个能够真实反映现实工作条件的变速器的多体力学模型，来准确的进行负载分析。一个前置前驱的手动变速箱包括离合器、输入轴和主轴、啮合斜齿齿轮副以及主减和外壳。图2是六档手动变速驱动桥的三维模型，它连接了手动变速器、主减速器和差速器使之成为一个整体。图3是利用MSC/ADAMS构建的反应图2的多体力学模型。图2 手动变速箱的三维齿轮传动链模型图3 手动变速箱的多体分析模型该模型的建立基于以下三个假设：（1）轴与轮齿是挠性的并且轴承衬套拥有六个自由度；（2）弯曲造成的齿轮刚度的变化是沿着两个斜齿间接触点移动的；（3）脉动转矩或加速是通过离合器输入到输出轴的。2.1 轮齿的抗弯刚度图4显示了作用于斜齿轮轮齿的的力的三个分力的原理图。切向方向的分力传递载荷，将产生转矩的是传输扭矩的传输载荷。这个重要的切向力有以下关系：图4 作用在斜齿轮牙上的分力k() (1)= (2)r为齿轮半径;是齿轮在转动时轮齿在接触点处的弯曲而产生的轮齿转角；下角标的g和p分别是大齿轮和小齿轮;是切向力(N);n是速度(rpm);T是扭矩(Nm);V是节点速度(m/s).方程1中点轮齿等效抗弯刚度k可以由一个建立在齿轮牙上的卡氏定分析获得。如图5 图5 齿轮牙上的各名称 (3)其中c=()/,d=()/,是基圆的间隙；是接触深度；E是初始的模；b是齿轮厚度。因此，可以通过机械系统动力学（选择一个函数的输入）结合方程（3）中的k计算出切向的传递力，并且它随齿轮的转动而改变。因为考虑到了k，轮齿的弯曲挠度的影响也已包含在等效模型里了。2.2 轴的扭转刚度在等效模型中，变速箱轴的扭转刚度在机械系统动力学中由在每个轴的截面的具有扭转率扭转弹簧表示。= （4） L是两个齿轮间实心轴的宽度；G是剪切模量；J是两端的惯性。图6代表了轴的等效模型上扭转弹簧的位置3. 基于频率的模型另一种基于频率的模型已经被研发出来。固有频率和手动变速箱的输入输出轴是基于有限元分析计算出来的,而且为了反映轴的刚度，计算结果可以通过机械系统动力学进行自动分析阅读(如图7、图8中所示).为了从三维有限网格的轴中立体的展示和处理所有部件的刚度, 这种模式往往需要三到四个小时才能完成。但是四个小时对于迅速检验这一设计概念来说过于漫长;因此,需要开发一个更有效率更快的模式。表1中展示了两个轴的固有频率,在这个模型中再次利用方程（3）计算轮齿的抗弯刚度。 图6 带有扭力弹簧输入输出轴的动态模拟图7 前置后驱手动变速箱输出轴模型图8 前置后驱手动变速箱输入轴模型表1 轴的固有频率频率输入轴（Hz）输出轴（Hz）弯曲扭转弯曲扭转一档1705-1549-二档4575503519695362三档8196114825300112314 分析和结果为了便于比较，建立了三种不同的模型:等效模型,刚体模型和基于频率的模型。刚体模型包括了全部的刚性轴和齿轮，并别只有刚度模型在ADAMS中实现。4.1 刚体和基于频率的模型刚体和基于频率的动力学模型在输出、输入和差动轴的角速度进行比较、啮合齿轮和分离齿轮间的波动力的比较、在轴承上的反作用力这几个方面做了比较。两个模型对三个轴计算出来的角速度变化图的结果近似相似，如图9所示。该图是基于齿轮每两秒从空转连续的变换，共六个不同的速度的动态模拟中绘制的偏移量。从这张图上我们可以看到,在直啮合的齿轮上，沿着输入输出轴的速度曲线存在许多小型波动。输入轴的角速度看似锯齿状。在传递扭矩之前的一秒是空转，第一个上升段代表转速的增加；因此输出的角速度和差动齿轮轴的速度为0。在图9中可以看出，在第一个速度时输出轴的角速度最低扭矩最高。图9 刚体模型和频率模型中输入输出轴角速度的变化输出的负速度代表输入轴的速度方向相反。随着高速齿轮速度的变化，差速齿轮轴的循环速度逐渐增加。图10 两种模型中一档时啮合齿轮上轴向、径向、和切向力图10显示出了15秒内转速由一档到六档连续变化时，作用在一级齿轮上的波动力。早期的巨大的波动力是由于传递扭矩，之后当一级齿轮不啮合时，他们发出敲击的响声。从图10可以看出：基于频率的模型中力的振动幅度比刚体模型中的力大一些，这是由于后者考虑到了弹性形变量。图11反映了两种模型中速度由一档到六档的变化中输入轴前面的轴承的反作用力波动。在基于频率的模型中可以看出振幅稍高。在换挡时和在3档到六档的速度下有很多峰值，另一方面，这些峰值在其他模型中并没有出现。这是因为基于频率的模型考虑了齿轮和轴的弯曲和扭转，结果，这种柔性减缓了过度的峰值力。图11 两种模型中输入轴前面轴承的动态载荷在基于频率的模型中计算结果更接近实际的情况。然而，计算时间要花费3到4个小时。较长的计算时间使得效率低下，并且对于传动的设计也是不切实际的。因此需要一种能够提供和基于频率的模型一样准确数据并且不需要过长时间的模型。4.2 等效模型等效模型，同时将轮齿的抗弯强度和轴的抗扭强度考虑到手动传动系统中，已经在第二部分做了详细的介绍。这种方法比另外两种模型的结果更加准确。图12（a）显示了一个动力等效模型中在传动系统中输入轴、输出轴和半轴的角速度，它们和另两个结果近似相同。 图12（a） 输入输出轴和半轴的角速度图12（b）显示了一速度在15秒内由一档连续的变到六档时一级齿轮附上的切向、径向和轴向力的波动。图12（b）一档时啮合齿轮上的受力这种变化趋势与另外两个情况相似。图12（c）显示了计算得到的速度由一档到六档变化时作用在输入轴的前轴承的反作用力的波动。图12（c） 等效模型的分析结果与刚体模型不同，每个速度之间几乎没有应力的峰值。即使在同一挡位下，可以看到只有较少的峰值。这种异常的应力峰值通常导致了反作用力的错误测算。 表2所示的是三钟中型电脑（奔腾IV 3GHZ，1GHZ内存，）所需的计算时间。基于频率的模型花费的最长时间，是等效模型的1.7倍左右。表2 三种模型花费的时间时间模型刚体模型基于频率模型等效模型单位秒1.5733.2761.8965 总结 建立了一种有效的动态模型来预测
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号