考虑齿轮变刚度的轧机主传动系统动力学研究

作     者：冷振华 

作者单位：东北大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈良玉

授予年度：2009年

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：主传动系统 扭振 固有频率 齿轮啮合时变刚度 扭矩放大系数 齿轮误差 阻尼 

摘      要：轧机是轧钢生产的关键设备,轧机的主传动系统是实现轧制顺利进行的动力源。随着工业技术的发展,轧制设备继续向着大型化、高速化、自动化和高精度方向发展。于此同时,由咬钢冲击产生瞬态扭转振动引起的事故频繁发生。深入开展对轧机主传动系统的动力特性研究,对于提高轧机生产能力,保证安全生产和提高产品质量都有重要意义。 本文结合国内外轧机主传动系统的扭振理论研究,以某钢厂1580 F2轧机主传动系统为对象进行研究,建立了忽略和考虑齿轮啮合时变刚度的主传动系统的动力学模型,把主传动系统抽象成“集中参数系统,将物理模型简化为无变形的刚性惯量和无惯量的弹性元件,用集中参数法建立了扭振的数学模型。对齿轮的啮合时变刚度按啮合频率进行傅立叶展开,计算出系统扭振的固有频率和主振型,证实本轧机的动力设计是合理的。利用MATLAB软件中的龙格-库塔数值计算技术,求解两种轧机动力学模型在咬入过程中轴段上的动态扭矩响应,得到两种模型下不同咬入时间时的联接轴和上主轴的动态扭矩图,求出扭矩放大系数（TAF）,并分别研究分析了齿轮时变刚度、齿轮误差、咬入时间、轧机阻尼比和轧制力矩对主传动系统动力学特性的影响。 针对1580F2轧机主传动系统扭振问题进行的研究,对控制主传动系统扭振,减小事故发生,改善轧机工作过程的稳定性,保证工厂生产的顺利进行等方面具有一定的工程指导意义和学术意义。