金屬橡膠復合齒輪副動力學及振動特性研究.pdf

1、本課題來源于國家自然科學基金“工業(yè)機器人高可靠精密濾波驅動裝置應用基礎研究”和某軍品配套項目“某高型高精度減速器的研制”。
　　隨著我國國民經濟的不斷發(fā)展，我國在制造業(yè)上投入不斷增加的同時也對該行業(yè)的產出有了更高的要求。其中作為制造業(yè)工業(yè)傳動系統(tǒng)中重要組成部分的減速器受到了國內外學者的廣泛關注。由于減速器在軍事裝備上的應用條件越來越苛刻，為了應對復雜的極端工作條件和多變的載荷與驅動等情況，重慶大學王家序教授經過長達數年的專心研究提

2、出了橡膠合金濾波減速器，以此來解決和應對在減速器方面存在的振動、卡澀、卡死等突出問題。但是，在科學技術不斷進步和發(fā)展的同時，由于減速器使用的橡膠材料不能更好的滿足高溫和低溫等極端工作情況，且在大載荷下很容易損壞等，王家序教授又提出了金屬橡膠的概念，將原橡膠合金濾波減速器中的橡膠合金替換為金屬橡膠，金屬橡膠作為一種金屬材料，不僅具有橡膠合金的變形補償功能，而且能不受高低溫等嚴苛的工作環(huán)境的影響，同時可以很大程度上提高濾波齒輪傳動副的承載能

3、力。
　　考慮到金屬橡膠合金是首次應用于濾波減速器中，因此本文的研究仍處于前期的探索階段，主要以其核心部件金屬橡膠復合齒輪副為研究對象，從金屬橡膠材料的性能及金屬橡膠復合齒輪副的實驗振動性能兩大方面進行探索研究。論文的主要內容如下：
　?。?）分析金屬橡膠材料的材料性能，基于小曲梁模型初步建立金屬橡膠材料力與位移的本構模型，設計計算出金屬橡膠材料的相對密度和彈性模量，通過對不同密度的金屬橡膠材料進行壓縮實驗得出了5種不同相對

4、密度金屬橡膠不同壓縮量和不同密度下力與位移的遲滯關系曲線，通過五次擬合得出最佳的曲線擬合系數，最終求得金屬橡膠材料的剛度和阻尼等動特性參數。
　?。?）基于原有的濾波減速器結構，提出了一種新的金屬橡膠復合齒輪副結構，通過變形協(xié)調設計的方法確定齒輪副的基本結構參數，通過ABAQUS有限元分析軟件仿真對齒輪副在高低溫情況下最大變形量進行可靠性驗算，采用變形協(xié)調設計的方法確定復合齒輪副在常溫下的最佳緊量，確定了齒輪副的結構參數。

5、　?。?）綜合考慮時變嚙合剛度、嚙合阻尼、齒輪誤差激勵、軸承支撐剛度、支撐阻尼、傳動軸扭轉剛度、扭轉阻尼及金屬橡膠徑向支撐剛度和支撐阻尼等因素，采用集中質量法建立了彎-扭耦合的6自由度非線性振動模型，對上訴方程通過MATLAB編程求解；通過Adams虛擬仿真軟件建立了剛柔耦合復合齒輪副的虛擬樣機模型，仿真得出了剛柔耦合復合齒輪副與金屬齒輪副的嚙合力變化規(guī)律及振動特性。
　?。?）采用對比分析的方式，對同等條件下的金屬齒輪副和金屬橡