开题报告---齿轮啮合过程动态特性仿真分析

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1、 1 题题 目目 齿轮啮合过程动态特性仿真分析齿轮啮合过程动态特性仿真分析 1 1、 研究的意义，同类研究工作国内外现状、存在问题（列出主要参考文献）研究的意义，同类研究工作国内外现状、存在问题（列出主要参考文献） 研究意义：研究意义： 齿轮传动是机械中最常用的传动形式之一，广泛应用于机械、电子、纺织、冶金、采矿、汽车、航 空、航天及船舶等领域。随着科学技术的飞速发展，机械工业也发生着日新月异的变化，特别是近几十 年来机电一体化产品的广泛应用，使得人们对对齿轮的动态性能提出了更高的要求。非线性动力学、振 动、噪声及其控制已成为当前国际科技界研究得非常活跃的前沿课题之一。在此同时，传统的静态设计

2、 方法也逐渐不能适应设计和运行的要求，而新兴的动态设计方法越来越被认同和采用。在日常生活及工 程应用中，人们广泛使用着各种各样的机器设备。机械在工作过程中产生的振动，恶化了设备的动态性 能，影响了设备的原有精度、生产效率和使用寿命，同时，机械振动所产生的噪声，又使环境受到了严 重污染。因此，齿轮系统的动力学行为和工作性能对各种机器和机械设备有着重要影响。机械的振动和 噪声，大部分来源于齿轮传动工作时产生的振动。所以，机械产品对齿轮系统动态性能方面的要求就更 为突出。研究齿轮系统在传递动力和运动过程中的动力学行为的齿轮系统动力学一直受到人们的广泛关 注。齿轮传动系统的工作状态极为复杂，不仅载荷工

3、况和动力装置会对系统引入外部激励，而且齿轮副 本身的时变啮合刚度和误差也会对系统产生内部激励。同时出于润滑的需要也一般会提供必要的齿侧间 隙;加之，由于齿轮传动过程中的磨损，也不可避免得在齿轮副中造成间隙。在低速、重载的情况下，间 隙对齿轮系统的动态性能不会产生严重的影响，用传统的线性动力学模型可以较好地反映齿轮传动的振 动特性;在高速、轻载的情况下，由于齿侧间隙的存在，齿轮间的接触状态将会发生变化，从而导致齿轮 间接触、脱齿、再接触的啮入啮出冲击，这种由间隙引发的冲击带来的强烈振动、噪声和较大的动载荷， 影响齿轮的寿命和可靠性，从而促使人们对齿轮系统的非线性动力学引起了足够的重视和关注。 现

4、状：现状： 齿轮机构因为具有传动效率高、结构紧凑、传动平稳等优点，被广泛地应用于各类机器设备上，尤 其是重载传动方面，齿轮传动机构更是占据着举足轻重的地位。对齿轮传动机构就提出了高转速、大载 荷、长寿命、低噪声等要求。要满足这些要求，就必须深入地研究齿轮啮合的动态特性。目前，研究较 多的是内部激励，而齿轮副的时变啮合刚度和齿轮副误差是引起齿轮系统振动的主要内部激励因素，现 在广泛采用有限元法计算齿轮的时变啮合刚度。随着测试技术和信号分析技术的发展，利用动态试验及 理论分析结合的方法，深入研究齿轮系统的耦合振动特性。对于齿轮系统减振降噪，实现动态优化设计 有重要意义。 存在的问题：存在的问题： 20 世纪 70 年代初，日本的会田俊夫在他主编的齿轮的设计与制造艺术中曾经指出： “齿轮传动 载强度方面的问题已经基本解决，目前亟待解决的重大技术课题是齿轮传动的震动和噪声问题” 。一般的 齿轮设计方法中，这往往不能满足齿轮传动性能上的要求。随着齿轮传动机构向着高速、重载方向发展， 造成了在齿轮传动机构中产生了较为强烈的震动与噪声问题。在各种机械中，特别是在汽车和精密机床 等许