船用柴油发电机组的齿轮系统振动分析与仿真+CAD图纸(2)

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4.1 简介 18

4.2柴油机模型 18

4.3发电机模型 20

4.4 齿轮系的模型 21

4.5齿轮与轴、轴承等外接元件的连接 24

4.6柴油发电机组齿轮系统的建立 24

第五章基于Simulation X对柴油发电机组齿轮系统的仿真分析 26

5.1 行星齿替代一对齿可行性验证 26

5.2 固有频率和模态的分析 27

5.3内部激励对齿轮振动的影响 29

5.3.1齿轮齿侧间隙的影响 30

5.3.2安装的相位角的影响 31

5.3.3齿轮的模数的影响 32

5.3.4齿轮螺旋角的影响 33

5.3.5相同传动比不同齿数时的影响 35

5.3.6 齿宽的影响 36

5.3外部激励对系统的影响 37

5.3.1输入输出扭矩波动 37

5.3.2安装轴承的刚度的影响 38

5.4 小结 40

第六章总结与展望 42

6.1 总结 42

6.2 展望 43

致谢 44

参考文献 45

第一章绪论

1.1 课题研究背景及意义

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。齿轮系统是机械装置中传递功率和运动的重要组成部分，它包括齿轮副、传动轴、支承轴承和箱体，也可以包括与齿轮传动有关的联轴器、齿轮啮合时轮齿的弹性变形、时变啮合刚度、啮入啮出冲击、齿侧间隙、制造误差等都对轮齿静动力接触特性、系统动态性能、系统传动精度等有很大影响。齿轮系统同时承受由原动机和负载引入的外部激励和由时变啮合刚度、齿轮传动误差和啮合冲击所引起的内部激励，其振动受轴、齿轮、轴承、箱体等多种振动的影响，具有高度的非线性特点及祸合效应[6]。齿轮系统正朝着高速、重载、轻型、高精度和自动化方向发展，这就对其动态性能提出了更高的要求。齿轮系统动力学、非线性振动噪声及其控制已成为当前科技界研究的非常活跃的前沿课题之一。齿轮传动由于其恒功率传动的特点，具有其传动不可替代的特点，而作为现代船舶上重要装置的齿轮系统，其振动噪声不仅影响工作人员的工作条件和船舶的隐蔽性，对船舶的工作性能也有很大的影响, 而强噪声还会是船舶上安装的精密仪器设备的精度降低以及寿命减短。因此，研究船用齿轮系统的振动噪声，对于提高船舶航行安全性和稳定性显得尤为必要。

齿轮系统是由齿轮、轴、轴承和箱体等组成的机械系统。齿轮由于其自身的制造误差和安装误差，在啮合过程中会引起周期性的加速分离或加速啮合，导致齿与齿之间的撞击，引起齿轮振动并产生啮合噪声。齿轮的振动又会引起轴的振动，并通过轴承将振动传递给齿轮箱[13]。齿轮系统激励通常分为两类：由旋转质量的不平衡、几何偏心、输入输出轴的弯曲扭转变形、轴承的刚度、外壳部件或周围连接部件振动等引起的外部激励；由齿轮的基本参数、齿轮的加工误差、齿轮的弹性变形、齿轮的啮合刚度变化等引起的内部激励[15]。