考虑齿轮啮合特征的密封转子系统动态特性研究.pdf

西安理工大学硕士学位论文 密封转子系统的独立分析，运用集中参数法，建立了考虑齿轮啮合特征的密封转子系统动 力学模型，给出了系统的动力学方程，并采用数值积分法，应用Matlab 软件进行程序的 编写，求解了系统的动力学微分方程，得到了在不同工况下，转子的相关动态响应特性图。 （4 ）对考虑齿轮啮合特征的密封转子系统进行了仿真分析以及试验研究，将仿真结 果、试验结果与理论结果分别做了对比和分析，对理论模型的合理性进行了验证。 本文的动力学研究及仿真验证工作可以为深入研究此类密封转子系统的动态特性提 供一定的理论参考。 关键词：行星齿轮传动；转子系统；动力学；动态响应；仿真 II 目录 目 录 1 绪论 1 1.1 研究背景及意义 1 1.2 国内外研究概述 2 1.2.1 行星齿轮传动系统动力学研究概况 2 1.2.2 转子系统动力学研究概况 4 1.3 本文主要研究内容 5 2 行星齿轮增速系统动力学模型 7 2.1 直齿行星齿轮系统相关参数计算 7 2.1.1 啮合频率计算 8 2.1.2 啮合相位计算 8 2.2 非线性因素描述 9 2.2.1 齿侧间隙 9 2.2.2 时变啮合刚度 10 2.2.3 综合啮合误差 17 2.2.4 阻尼系数 17 2.3 齿轮系统动力学方程的建立 18 2.3.1 等效动力学模型的建立 18 2.3.2 各部件运动及相对位移分析 19 2.3.3 系统动力学微分方程的建立21 2.4 动力学方程的处理23 2.4.1 消除刚体位移24 2.4.2 动力学方程的无量纲化25 2.5 本章小结29 3 密封转子系统动力学模型31 3.1 结构分析以及性能特征31 3.1.1 结构分析31 3.1.2 接触式密封片的性能特征32 3.2 系统简化以及等效动力学模型的建立32 3.2.1 系统的简化32 3.2.2 动力学模型的建立33 3.3 动力学方程的建立34 3.4 本章小结35 I 西安理工大学硕士学位论文 4 考虑齿轮啮合特征的密封转子系统动态响应分析 37 4.1 系统相关参数整理 37 4.2 动力学模型的建立及方程求解 38 4.2.1 动力学模型及方程的建立 38 4.2.2 动力学方程的求解方法 39 4.2.3 动力学方程的Matlab 求解 40 4.3 系统的动态响应 41 4.4 本章小结 43 5 ADAMS 动力学仿真分析 45 5.1 ADAMS 软件简介 45 5.2 系统虚拟样机模型 46 5.2.1 模型简化及导入 46 5.2.2 模型参数设置 47 5.3 系统的运动及动力学仿真分析 48 5.3.1 系统动力学方程 48 5.3.1 求解设置 50 5.3.1 ADAMS 仿真分析 51 5.3.4 仿真与理论结果对比 52 5.4 本章小结 53 6 动态特性试验研究 55 6.1 试验装置 55 6.1.1 试验装置整体结构