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本文主要研究了一种新型动力刀架中三级齿轮主传动系统的动态特性,该刀架刀具最高转速为8000r/min,对齿轮传动的减振降噪提出了很高的要求。针对这一问题,进行了齿轮啮合冲击特性研究和整机动力学分析,提出了主传动系统改进措施。本课题研究的主要工作有以下几个方面:
1.研究了渐开线函数及渐开线齿廓啮合特点,推导出精确的渐开线齿廓函数方程,建立主传动系统和动力刀架整机三维CAD模型;
2.建立动力刀架主传动系统动力接触有限元模型,通过仿真分析,得到了主传动系统各级啮合齿轮的接触应力和齿根弯曲应力变化规律;
3.确定主传动系统各齿轮修缘方式和修缘参数,建立了修缘后主传动系统动力接触有限元模型,对修缘前后各齿轮副的动态接触力和接触应力进行比较,修缘后动态接触力和接触应力均明显减小,达到了减振降噪、提高承载能力和延长使用寿命的目的;
4.建立动力刀架虚拟样机模型,该模型充分考虑了齿轮动态啮合刚度和相关轴承的变形特性,能够更真实的反映系统的动态特性。将仿真结果与理论计算结果进行了比较,验证了模型的正确性;
5.对刀架样机表面振动加速度进行了试验测试,通过实验数据与仿真数据的比较进一步证明了虚拟样机模型的合理性。