船用齒輪箱振動特性分析及減振效果研究.pdf

1、船用齒輪箱是船艦的重要零件之一，其傳動性能是船艦動力系統(tǒng)正常運行的關鍵。船用齒輪箱結構復雜、工作環(huán)境惡劣、傳遞功率高，振動噪聲問題尤其突出。因此，開展齒輪箱振動特性分析及減振效果研究，對提高船用齒輪箱運轉平穩(wěn)性具有一定的理論意義及工程應用價值。本研究來源于國家自然科學基金項目，圍繞船用齒輪箱的減振降噪問題，開展基于熱彈耦合的齒輪修形分析、齒輪箱結合部參數(shù)識別及內(nèi)部激勵模擬、齒輪箱動態(tài)響應仿真及參數(shù)影響分析、齒輪系統(tǒng)減振效果仿真等方面的研

2、究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：①基于改進的摩擦熱量離心拋射擴散模型計算齒面對流換熱系數(shù)，根據(jù)等效圓盤模型得出端面對流換熱系數(shù)，綜合赫茲接觸理論及摩擦生熱分析求得齒面熱流量，對船用齒輪箱軸系進行穩(wěn)態(tài)溫度場及熱彈耦合仿真，計算熱彈變形引起的各齒輪副嚙入、嚙出干涉量，得出齒輪副修形量，并與Sigg公式計算結果進行了對比分析。②采用集中參數(shù)法建立齒輪傳動系統(tǒng)運動微分方程，結合模態(tài)試驗所得的頻響函數(shù)矩陣，對軸承、齒輪副的結合部剛度及阻尼進行

3、參數(shù)識別；考慮時變嚙合剛度和齒面制造誤差，利用龍格庫塔法求解傳動系統(tǒng)運動微分方程，得出齒輪副傳動誤差曲線；綜合齒輪時變嚙合剛度、齒輪副傳動誤差及輪齒嚙合沖擊，對齒輪箱內(nèi)部動態(tài)激勵進行了數(shù)值模擬。③建立齒輪-軸-軸承-箱體耦合有限元動力模型，沿各齒輪副嚙合線施加內(nèi)部激勵，采用模態(tài)疊加法求得齒輪箱動態(tài)響應；在各級中心距及傳動比相近的條件下，分析了斜齒輪齒數(shù)、模數(shù)等幾何參數(shù)及齒廓修形對齒輪箱振動特性的影響規(guī)律，得出增加齒數(shù)、減小模數(shù)可提高齒輪