专用打印机齿轮系统耦合振动分析

摘要

齿轮系统振动是专用打印机中主要的噪声源,它对打印机产品的打印质量产生很大的影响,因此研究齿轮系统的振动对专用打印机显得尤为必要。本文创建了专用打印机齿轮接触分析软件,对BT-UC056打印机的齿轮系统进行了振动动力学仿真和噪声计算,为专用打印机振动分析软件设计和结构优化提供支持。
　　本文首先分析了齿轮振动产生的主要原因——内部激励,并对其产生的主要机理进行了研究。建立了BT-UC056型打印机齿轮副动力学模型,此模型中包含了所有的内部激励。并在模型的基础上,总结出了该专用打印机齿轮系统内部激励的数值模拟方法。
　　接下来,针对专用打印机中的齿轮,包括标准齿轮、变位齿轮和修形齿轮,使用ANSYS软件二次开发语言APDL开发了一个齿轮接触分析软件,并用VB语言编写了该软件的交互界面。在此软件中可以自动完成从三维齿轮建模、网格划分、加载、边界设置、求解设置到求解计算的齿轮接触分析全过程,此软件可以自动完成静态、动态接触分析和瞬态动力学分析。
　　然后,使用有限元法建立了整个BT-UC056型打印机齿轮系统的动力学模型,使用ANSYSWorkbench对整个齿轮系统进行了理论模态分析,得到了该齿轮系统的固有频率和固有振型。
　　最后,在齿轮系统接触分析软件的分析结果的基础上,计算出BT-UC056型打印机齿轮系统内部激励的数值模拟结果,并对各种内部激励进行了拟合,以便于加载。使用ANSYS软件对该型打印机齿轮系统进行了瞬态动力学仿真,得到了其振动响应。根据振动响应结果,对其打印头上中间点处的噪声值进行了初步计算,噪声值极值出现在齿轮系统啮合频率的倍频和结构固有频率附近,与加速度频域分析结果相符。

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第1章 绪论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 主要研究内容及方案

1.4 本章小结

第2章 齿轮系统动态激励及其动力学模型

2.1 专用打印机齿轮传动动力学模型

2.2 齿轮动态激励产生机理及其数值模拟

2.3 本章小结

第3章 齿轮接触分析平台

3.1 齿轮接触分析平台简介

3.2 齿轮几何模型的建立

3.3 接触问题设置

3.4 齿轮分析举例

3.5 本章小结

第4章 齿轮系统模态分析

4.1 模态分析方法与齿轮系统动力学模型的建立

4.2 齿轮系统模态分析结果

4.3 本章小结

第5章 齿轮系统振动响应与噪声分析

5.1 齿轮系统内部激励拟合结果

5.2 齿轮系统振动响应分析

5.3 齿轮系统结构噪声分析

5.4 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢