毕业论文调研报告书
实习（调研）报告 课题及义 由齿轮箱系统具有结构简单、传动效率高、制造成低和工作可靠等优各种机械设备上有很广泛应用齿轮箱系统动力学行和工作性能对整机械系统有重要影响而齿轮传动系统又是齿轮箱重要组成部件。
随着当代机械向高速化、轻量化、精密化以及动化方向发展齿轮传动程所产生振动、噪声等动力学行已引起人们广泛关。
因分析研究齿轮传动程振动、噪声产生机理对减振降噪及其防治措施、齿轮箱优化设计无疑是有积极义并且对提高产品品质降低噪声污染等都具有广阔工程应用前景还具有重要学术义和社会义。
国外发展状况 齿轮箱振动研究 齿轮系统振动噪声问题研究由以冲击理论基础发展到以振动理论基础； 研究系统方面历单齿轮副组成简单系统向包含齿轮、传动轴、轴承和箱 体结构复杂系统渡；分析方法方面正逐步发展包含域方法和频域方法 并结合析方法、数值方法、实验方法多方法结合研究以达到从多方面综合 研究齿轮系统瞬态特性、稳态特性和混沌特性目[]。
姚席[]等990年突破传统仅仅考虑齿轮块振动问题而是提出了将传动轴和齿轮视动态体系建立了单级齿轮传动系统动力学模型；左言言[]3等99年通对齿轮箱噪声分析发现其常啮合齿轮副是主要噪声从提高齿轮啮合精和刚出发分别选配直齿轮和斜齿轮代替原有常啮合齿轮副并用尼龙垫片代替铜垫片使噪声降低；王玉新[]等00年用多尺方法研究了考虑轮齿变刚和静态传递误差激励齿轮系统动态特性；武宝林[]5等003年建立了考虑轮齿受变形齿轮传动程有关几何量与其啮入冲击速、冲击力定量关系表达式据初步分析了齿宽、传动比、轮齿受变形、工况、齿轮结构等对传动程啮合冲击影响情况； l bb[]6等00年对并行传动斜齿轮整体动态行进行了数值仿真使用不类型子结构（承和从动）动态子结构方法确定固有频率和振型；李金玉[]7等005年利用R建立了参数化斜齿轮三维实体模型,使用对齿轮啮合程进行仿真研究了不速条件下啮 合力域及频域变化规律；黄泽平[]8等006年对齿轮副啮合冲击进行了仿真研究采用建立系统力学模型从而实现对齿轮系统设计和优化；吴卓等[]9009年利用三维造型软件r对齿轮进行三维实体建模导入,利用软件对齿轮进行模态分析,研究齿轮固有振动特性,得到了齿轮低阶振动固有频率和固有振型；刘雷[]0等00年运用多体动力学理论建立了齿轮多体系统模型分析表明该模型计算结更接近有限元方法非常适用齿轮系统多体动力学分析；葛丹丹[]等0年建立齿轮箱三维实体模型基础上对其进行模态分析得出前0阶固有频率及振型并利用模态叠加法对齿轮箱体工况激励下瞬态响应进行分析；唐进元[]等0年考虑齿轮变啮合刚、传动误差和齿面摩擦力研究运用键合图理论建立齿轮传动非线性振动键合图模型这种方法可以用齿轮非线性动力学建模问题。
结构模态及动态分析是合理设计机械保证装备安全可靠运行重要环节。
国外学者对模态试验进行了很多研究。
常山和尹逊民[]3000建立传动齿轮箱体模态试验理论模型和实验模型采用移动锤击法采集各冲击数据和响应数据。
用乘复指数法识别出箱体模态参数并与有限元计算结进行了对比分析；程广利[]等00年对某型齿轮箱模态、振动烈和振动加速进行测试基础上详细分析了测试结。
模态测试得到了齿轮箱振型和模态参数振动烈测试结表明该齿轮箱处良工作状态振动加速测试结显示该齿轮箱减振措施达到了预期效；敖庆程广利等[]5005年采用锤击模态测试方法对某型舰船齿轮箱模态进行了实测并详细分析了测试结该型舰船齿轮箱保养和维修提供了手利掌握该型齿轮箱动态特性也该型舰船齿轮箱振动设计、制造合理性提供了可行性论证；王基[]6等007年建立齿轮箱试验模型基础上采用固定锤击改变测量法采集各冲击数据和响应数据对类型两部齿轮箱模态试验结分析基础上通到其部齿轮箱振动噪声增原因结表明其分析结论是正确；Rr[]7等009年采用空气产生激励方法对悬臂梁做试验模态分析试验采用空气激励法避免了其他激励设备与试验件接触减了接触产生误差。
今齿轮动力学研究仍将是重和主要方向将齿轮传动系统和结构系统统起作种复杂弹性结构系统根据动态设计思路研究其动态优化设计只有这样才能真正设计出高性能齿轮系统。
近年虽然齿轮箱系统动态优化得到了设计者高认识对齿轮箱系统动态分析学者越越多对齿轮箱系统动态特性达到了定高。
尽管有些设计者机械设计当考虑齿轮系统动态特性 但是具体将齿轮箱系统激振与噪声产生结合起对齿轮箱系统进行系统优化设计研究还相对较少从而没有从根上齿轮箱振动和噪声问题因齿轮箱振动和噪声问题是函待重要课题。
3 研究目标 课题将以单级传动直齿圆柱齿轮系统研究对象对齿轮对啮合机理进行研究建立齿轮对啮合程动力学模型并且仿真。
并应用有限元方法对齿轮箱进行模态分析及稳态振动响应分析并进行模态实验验证有限元模型可行性。
研究容、方法及手段 从目前研究方向看对振动产生机理方面动力学建模与仿真计算是研究重要手段。
动力学模型主要有以下几种 （）动系数模型 动系数模型是齿轮动力学研究早期使用单由模型主要用确定轮齿啮合动系数目前已不常用。
（）齿轮副扭振动模型 以对齿轮副分析对象不考虑齿轮横向振动位移假设支承是刚性(常用传动轴和支承系统刚较场合),这种模型主要用研究齿轮副动态啮合响应问题。
（3）传动系统模型 以传动系统建模对象包含了齿轮副、传动轴有也包含支承轴承、原动机和惯性。
其振动形式分纯扭模型和弯、扭、轴、摆等多类由相耦合耦合型模型。
利用模型不仅可以确定动荷还可以确定系统所有零件动态特性及相作用。
（）齿轮系统模型 以传动系统和结构系统作建模对象因是耦合型模型分析考虑两种系统相作用全面确定齿轮系统动态特性尤其适用分析齿轮系统振动噪声产生与传递。
课题基课题主要是从齿轮对啮合机理方面研究振动主要因所采用动力学模型齿轮副扭振动模型即不考虑传动轴、支承轴承和箱体等弹性变形。
动力学仿真计算 机械动力学分析软件[]8( l l )是目前国际上使用广泛机械系统动态模拟软件。
它采用虚拟样机技术,将强位移、非线性分析功能与使用方便用户界面相结合,并提供与其它 软件如控制分析软件LB、有限元分析软件等集成模块扩展设计手段。
环境下,通建立某指定机械系统数化虚拟样机,可以准确地预测该系统各种虚拟试验性能。
齿轮箱齿轮、轴和轴承共构成了齿轮传动系统其动力学特性对齿轮箱工作性能、振动和噪声有定性作用。
工作齿轮对啮合传动产生周期性激励力通轴、轴承传递至箱体造成箱体振动。
了进行齿轮箱箱体振动响应分析要获得齿轮箱箱体轴承座齿轮对啮合程受到轴承荷利用仿真计算候可以将问题换轴对轴承荷。
3 模态分析及谐响应分析 []9软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析体型通用有限元分析软件因它可以应用以下工业领域航空航天、汽车工业、重型机械、生物医学、桥梁、建筑、电子产品、微机电系统、运动器械等。
它能与多数软件接口实现数据共享和交换是现代产品设计高级工具。
软件包括三部分前处理模块(实体建模及格划分）,分析计算模块（包括结构分析、流体动力学分析、电磁声场分析、压电分析以及多物理场耦合分析）处理模块（将计算结以彩色等值线显示、梯显示、矢量显示、粒子流迹显示等也可将结以图表、曲线形式显示或输出） 课题将采用软件对齿轮箱箱体进行有限元建模然进行模态分析获得箱体固有频率及振型。
并对箱体进行谐响应分析获得箱体振动特性、振动位移处及振动方向以便将齿轮箱优化设计做铺垫。
5 对齿轮箱进行模态测试 5实验条件 拥有振动噪声实验台、完整齿轮箱结构、其连接部分包括电动机和 器、三向加速传感器、V706数据采集与分析仪、l G模态分析软件、力锤等。
测试方法有两种种是固定敲击移动响应对齿轮箱进行锤击实验；种是固定响应移动敲击对齿轮箱进行锤击实验。
两种方法都要数据采集系统能够实采集测试信其包括力锤冲击力信和加速传感器响应信。
即可得到各测频响函数将获得各测频响函数曲线导入l G模态分析软件将所有频响函数进行拟合逼近以获取模态参数。
6 进安排 完成容 3周相关英理课题义了齿轮动力学与 振动噪声发展状况以及研究手段和目标完成调研报告及 外翻译。
6周学习软件,通对齿轮传动进行仿真齿轮传动 程齿轮啮合对齿轮箱箱体激励力。
79周学习软件对齿轮箱进行有限元建模从而完成对齿 轮箱箱体模态分析；并对箱体进行谐响应分析获得箱体 振动特性。
0周进行实验将实验结与仿真结进行分析比较验证有限 元模型可行性。
周完成论写准备答辩 参考献 [] 郭义杰基声传递分析齿轮箱噪声控制研究[]连连理工学,003 [] 姚席渐开线直齿轮单级齿轮传动系统振动[]西安交通学学报990()399 [3] 左言言宫镇齿轮箱噪声分析与控制[] 国机械工程995()5557 [] 王玉新柳杨 考虑啮合变刚和传递误差齿轮振动分析[]国机械工程006 （）58 [5] 武宝林杨素君齿轮传动啮合冲击理论分析[]机械科学与技术003（）5557 [6] l bb·r kk· r·r l r rrr bvr grbx g[] v l,007,38 [7] 李金玉勾志贱 基齿轮啮合程齿轮力动态仿真[]机械设计与研究 005,3 （3）57 [8] 黄泽平齿轮副啮合冲击仿真研究[]兵工动化0065（0）79 [9] 吴卓刘广利基R 与渐开线直齿圆柱齿轮模态分析[]科学技术与工程 0099（8）576578 [0] 刘雷种改进齿轮多体系统动力学模型[]国机械工程00（9）09033 [] 葛丹丹梅龙齿轮箱体振动特性分析及动态响应研究[]矿山机械00939（8）83 [] 唐进元陈海峰齿轮传动非线性动力学键合图建模研究[]重庆学学报035（） 879 [3] 常山尹逊民传动齿轮箱体振动模态分析[]舰船科学技术00055 [] 程广利朱石坚黄映云齿轮箱振动测试与分析[]海军工程学报006(6)8388 [5] 敖庆程广利齿轮箱模态测试与分析[]舰船科学技术0057(6)8993 [6] 王基吴新跃朱石坚某型船用传动齿轮箱振动模态试验与分析[]海军工程学学 报0079()5558 [7] Rrrrk,, xrl l l g r x r rr[]r,009,(36)563 [8] 李增刚入门详与实例[]北京国防工业出版社006 [9] 丁毓峰0有限元分析完全手册[]北京电子工业出版社0 相关热词 简单献调研总结报告报告毕业论调研