减速机振动机理研究及其振动隔离

摘要

减速机是一种在工程实际中具有广泛用途的传动装置，它的工作状态对整个工作系统的整体效果具有很大的影响。正因为减速机应用的广泛性和重要性，所以减速机本身原因造成的问题引起了普遍的重视，其中比较突出的是减速机的振动问题。减速机的振动会对与其相连接的传动部件以及基础产生直接影响，也会通过基础对周围的设备产生一定的影响。常见的问题是减速机振动会使地脚螺栓松脱并拉坏基础。这就需要频繁停机修理，这让视效率为生命的企业很难接受。本文针对这些问题对减速机的振源和隔振问题进行了详细的研究，得出的结论从理论和实用上都有一定的价值。
　　本文是在查阅大量相关文献并经过详细分析和思考的基础上展开的。文章首先分析了引起减速机振动的原因，经过研究得出了七种主要的振源，对每一种振源都进行了理论阐述，经过分析可以看到振源可以简单的分为高频振源和低频振源两大类，以高频振源为主。文中在简单给出了多种振源后，又详细研究了由齿轮转子系统引起的高频振动，建立了六自由度齿轮转子扭转振动模型，模型中充分考虑了各种因素的影响。结合实例，用MATLAB编程解出了系统的固有频率和主振型。
　　在减速机振源研究的基础上，充分考虑到经济、实用和安装简易的要求，本文建立了减速机单层六自由度隔振模型，对该模型进行了动力学分析。考虑到实际中振动最为强烈的方向是沿垂直于减速机底座的方向，文中对这个自由度方向的隔振效果进行了详细的研究，构建了减速机单自由度隔振模型，并对单自由度隔振进行了主动控制研究，根据控制的参数的不同，将主动控制分为位移型、速度型和加速度型，以力传递率为指标经过对比清晰地分析了每一种主动控制方式的隔振效果。为了充分得出所构造的隔振装置的效果，本文对其进行了试验研究，试验中通过B&K振动与噪声分析仪测出了隔振装置多个测点的加速度，并通过积分算法得出了隔振装置三个线振动、两个角振动的位移曲线，从曲线可以看出，隔振后减速机传给基础的加速度明显减小，而且各个自由度上的线振动与角振动振幅都在工况允许的范围内。经过全文的研究得出给减速机加入单层隔振装置可以起到较好的隔振效果。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及课题来源

1．2 隔振的意义及其在工程中的地位

1．3 隔振技术国内外研究概况及发展趋势

1．4 本课题的主要研究工作

第2章 减速机振源分析

2．1 滚动轴承激励引起的振动

2．1．1 滚动轴承振动的机理

2．1．2 滚动轴承激励的分类和特点

2．2 齿轮转子系统引发的振动

2．2．1 齿轮系统振动基本原理和分类

2．2．2 刚度激励的机理

2．2．3 误差激励的机理

2．2．4 啮合冲击激励的机理

2．3 基础激振机理

2．3．1 简谐型基础激励

2．3．2 随机型基础激励

2．4 转子不平衡引发的振动

2．5 启动、停车引起的振动

2．6 负载或电机力矩波动激振机理

2．7 弹簧不对称分布激振机理

2．8 本章小结

第3章 减速机齿轮转子系统扭转振动研究

3．1 单对齿轮扭转振动模型

3．2 齿轮转子系统扭转振动分析模型

3．3 用坐标缩聚法转化半正定系统

3．4 多自由度系统固有频率和主振型求解方法比较

3．5 矩阵迭代法相关内容

3．5．1 矩阵迭代法基本原理

3．6 本章小结

第4章 齿轮转子系统模型求解

4．1 综合啮合传递误差的确定

4．2 减速机轴扭转刚度

4．3 轮齿啮合综合刚度

4．3．1 啮合综合刚度的基本原理

4．3．2 轮齿弯曲变形和剪切变形

4．3．3 齿根弹性引起的附加变形

4．3．4啮合点的接触变形

4．4 传动轴阻尼及轮齿啮合阻尼的确定

4．5 系统固有频率和振型的MATLAB求解

4．6 齿轮转子扭转振动模型动力响应分析

4．7 本章小结

第5章 减速机隔振装置及其主动控制研究

5．1 减速机隔振装置工作原理

5．2 隔振系统动力学方程的建立

5．3 单自由度隔振系统分析及隔振效果评价

5．4 减速机隔振装置主动控制研究

5．4．1 隔振系统主动控制模型

5．4．2 位移型主动控制研究

5．4．3 速度型主动控制

5．4．4 加速度型主动控制研究

5．5 本章小结

第6章 减速机隔振试验研究

6．1 试验仪器介绍

6．2 隔振试验原理

6．3 试验过程

6．3．1 隔振器两端加速度测试与比较

6．3．2 减速机三个线振动的测试与结论

6．3．3 减速机绕空间三个轴的角振动的测试与结论

6．4 本章小结

第7章 结论与展望

7．1 结论

7．2 展望

参考文献

致谢