论文部分内容阅读
等高齿螺旋锥齿轮是螺旋锥齿轮的两大齿制之一,Klingelnberg等高齿螺旋锥齿轮更是螺旋锥齿轮中一个重要的发展方向,在汽车、航空、重型机床等重载、大功率传动领域正在得到越来越广泛的运用。随着机械传动系统日益朝着高速、精密的方向发展,螺旋锥齿轮作为传动系统中的关键传动部件,其动力学特性对于传动系统性能的影响将会更加显著。研究Klingelnberg螺旋锥齿轮动力学特性对于设计和制造高精度、高耐久性、低噪声的高效传动部件有着重要的实用价值和学术意义。
本文基于国家自然科学基金项目:《重载等高齿螺旋锥齿轮非稳态条件下损伤机理研究与辨识》(项目批准号:51075006)的资助,围绕某重型数控机床摆角铣头的传动系统展开了相关研究,主要研究了考虑齿面参数的Klingelnberg等高齿螺旋锥齿轮耦合振动特性以及轮齿接触损失引起的Klingelnberg等高齿螺旋锥齿轮非线性振动特性,论文的主要内容包括:
1.研究了Klingelnberg等高齿螺旋锥齿轮耦合振动理论,采用集中参数法建立了Klingelnberg等高齿锥齿轮传动系统弯-扭-轴-摆耦合振动模型。介绍了齿轮振动中的各类激励源,包括啮合刚度激励、误差激励和啮合冲击激励以及求解耦合振动模型常用的数值解法。
2.从齿轮制造加工参数出发,基于精确的齿面几何和运动学关系建立了Klingelnberg等高齿锥齿轮啮合动力学耦合方程。这一方法将等高齿锥齿轮多个自由度的动态模型加以联合考虑,对传递误差激励引起的自由振动和受迫振动进行了分析,得到了完整的齿轮啮合传递函数和啮合力传递特性频谱以及关键设计参数对轮齿动态啮合和振动响应的影响频谱曲线。
3.介绍了曲面积分和局部有限元联合方法求解接触问题的理论,并运用该理论对Klingelnberg等高齿螺旋锥齿轮的轮齿接触特性进行了分析,揭示了轮齿接触损失带来的动态传递误差是引起齿轮非线性振动的重要激励源,文中推导了该理论求解齿轮动态传递误差的过程,并最终给出了齿轮动态传递误差强非线性振动的频谱曲线。