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《基于matlab的齒輪傳動系統(tǒng)動態(tài)特性數(shù)值分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、基于MATLAB的齒輪傳動系統(tǒng)動態(tài)特性數(shù)值分析朱延松，潘地林（安徽理工大學，安徽淮南232001）摘要：在齒輪系統(tǒng)動力學基本理論基礎上，系統(tǒng)地研究了齒輪傳動系統(tǒng)的多自由度系統(tǒng)動力學行為。在MATLAB環(huán)境下開發(fā)了相應的自適應系統(tǒng)動力學求解程序，程序可以根據(jù)齒輪系統(tǒng)的傳動級數(shù)建立相應的自由度動力學模型。從而進行系統(tǒng)模態(tài)分析，振動的相位分析以及頻率分析，比較全面地分析了齒輪傳動系統(tǒng)的動態(tài)特性。關鍵詞：數(shù)值模擬；動態(tài)特性；模態(tài)分析；振動相位Abstract：Basedonthebasictheoryofgearsystemdynamics,themu
2、lti-degree-of-freedomdynamicsbehaviorsofsinglebranchofgeartransmissionsystemisstudiedsystematically.TherelevantadaptivesystemdynamicsprogramhasbeendevelopedintheMATLABframework.Accordingtotransmissionstagesofgearsystem,theapplicationcanautomaticallyestablishthedynamicmodelof
3、correspondingdegreesoffreedomtoanalyzethesystemmode、vibrancyformatandfrequency。Keywords：Numericalvaluesimulation；Dynamiccharacter；modalanalysis；vibrancyformat1引言扭轉(zhuǎn)型分析模型是僅考慮系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動的模型，在齒輪系統(tǒng)的振動分析中，若不考慮傳動軸的橫向和軸向彈性變形以及支承系統(tǒng)的彈性變形，則可將系統(tǒng)簡化成純扭轉(zhuǎn)的振動系統(tǒng)，相應的分析模型稱為扭轉(zhuǎn)型分析模型。在目前的工程應用中，這種模型已能基本
4、滿足計算的精度要求。本文的研究對象是以EBH-120型掘進機截割減速器為原型，該減速器為三級外嚙合傳動系統(tǒng)。對于減速器系統(tǒng)，其箱體振動和噪聲主要由于齒輪嚙合時的振動引起，所以研究系統(tǒng)中齒輪副的振動機理和動態(tài)特性，對于該減速器具有重要意義。2齒輪系統(tǒng)動態(tài)特性的概述齒輪系統(tǒng)動態(tài)特性是指齒輪系統(tǒng)在工作過程中所表現(xiàn)出來的動力學行為，只要包括齒輪嚙合動載荷，齒輪系統(tǒng)與齒輪結(jié)構(gòu)的固有特性（固有頻率和振型），齒輪系統(tǒng)的動態(tài)響應及其時域和頻域的特性等。齒輪系統(tǒng)動力學研究的目標，是確定和評價齒輪系統(tǒng)的動態(tài)特性，從而為設計高質(zhì)量的齒輪系統(tǒng)提供理論指導。齒輪系統(tǒng)的動
5、態(tài)特性包括一下幾個方面的內(nèi)容：一、固有特性固有特性指系統(tǒng)的固有頻率和振型。齒輪系統(tǒng)固有特性分析主要包括：利用集中參數(shù)法求出齒輪傳動系統(tǒng)的固有頻率和振型；利用靈敏度分析與動態(tài)優(yōu)化設計方法研究系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)和幾何參數(shù)與固有頻率和主振型關系，進行結(jié)構(gòu)動力修改，提高改善系統(tǒng)的固有特性。二、動態(tài)響應在動態(tài)激勵作用下齒輪系統(tǒng)的響應主要包括輪齒動態(tài)嚙合力和輪齒激勵在系統(tǒng)中的傳遞以及傳動系統(tǒng)中各零件和箱體結(jié)構(gòu)的動態(tài)響應等，研究輪齒的動態(tài)嚙合力，確定輪齒的動載荷和動載系數(shù)。研究系統(tǒng)中動態(tài)激勵傳遞及零件的動態(tài)響應，目的在于通過系統(tǒng)的設計修改，減小動態(tài)激勵的傳遞、降低
6、系統(tǒng)各零件的振動、減小支承軸承的受載、提高壽命、降低振動和噪聲。三、動力穩(wěn)定性齒輪系統(tǒng)是一種參數(shù)激勵系統(tǒng)，與一般振動系統(tǒng)的重要區(qū)別在于它具有動力穩(wěn)定性問題。通過齒輪系統(tǒng)的參數(shù)激勵動力穩(wěn)定性的分析，確定影響穩(wěn)定性的因素和穩(wěn)定區(qū)、非穩(wěn)定區(qū)，為齒輪系統(tǒng)的設計提供指導。四、系統(tǒng)參數(shù)對動態(tài)特性的影響在研究系統(tǒng)的各種動態(tài)性能時，重要的任務是研究它的結(jié)構(gòu)和幾何參數(shù)等對這些性能的影響，特別是以系統(tǒng)動力學模型為基礎，通過進行參數(shù)靈敏度分析，定量了解各類參數(shù)的靈敏度程度，為結(jié)構(gòu)的設計或設計修改提供幫助，或在此基礎上進行齒輪系統(tǒng)的動態(tài)優(yōu)化設計。3齒輪傳動系統(tǒng)的多自由
7、度動力學建模3.1系統(tǒng)動力學模型在實際工程中許多復雜的動力學系統(tǒng)在建立動力學模型時都將簡化為彈簧質(zhì)量系統(tǒng)，根據(jù)牛頓運動方程將各個質(zhì)量塊之間力的平衡條件直接建立分析模型，使系統(tǒng)在選定的坐標上產(chǎn)生單位位移而需要在此坐標方向上施加的力，叫做系統(tǒng)在這個坐標上的等效剛度；使系統(tǒng)在選定的坐標上產(chǎn)生單位加速度而需要在此坐標方向上施加的力，叫做系統(tǒng)在這個坐標上等效質(zhì)量。-對于選定的坐標，得到等效質(zhì)量M和等效剛度K以后，對于單自由度的實際系統(tǒng)就簡化為圖1所示的彈簧質(zhì)量系統(tǒng)，圖中x軸即選定的坐標軸。如果考慮阻尼C的影響，則得到動力學方程為：M+C+Kx=0圖1彈簧
8、質(zhì)量系統(tǒng)Figure1Springmasssystem用上述得處理方法，對于一對齒輪系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動模型在建立動力學模型時也簡化為彈簧質(zhì)量系統(tǒng)，如圖2所示
