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原文传递非稳态激励下并车汇流齿轮—离合器系统动态特性研究

论文题名：	非稳态激励下并车汇流齿轮—离合器系统动态特性研究
关键词：	大型舰船;并车汇流;齿轮-离合器系统;动态特性;非稳态激励
摘要：	齿轮传动具有平稳性好、承载能力强等优点，在重型机械行业诸如航空、船舶、煤炭等产业中应用广泛。因大型舰船工作条件复杂，对齿轮传动系统要求较高，故其齿轮箱内常用并车汇流齿轮—离合器系统进行动力传输。近年来舰船反声纳探测性能随科技发展越来越被重视，受并车汇流齿轮—离合器系统复杂工况与多种激励源的影响，舰船机械噪声主要来源于并车汇流齿轮—离合器系统接排过程产生的振动，其产生的噪声相比海洋背景噪声特征明显，对船舶隐身性能造成严重影响，而当前研究齿轮系统动态特性时往往未考虑离合器接排冲击。因此，研究考虑离合器接排冲击、时变啮合刚度等非稳态激励对并车汇流齿轮—离合器系统的动态特性影响，对提高齿轮系统可靠性与优化齿轮箱性能具有重要理论意义与工程价值。　　本课题来源于国家自然科学基金项目，以船用齿轮箱内并车汇流齿轮—离合器系统为研究对象，开展非稳态激励下并车汇流齿轮—离合器系统动态特性研究，首先针对离合器接排冲击激励，建立离合器接排冲击模型并得出冲击规律；而后基于集中质量法建立含接排冲击的并车汇流齿轮—离合器系统动力学模型，研究系统动态特性；进而，建立含接排冲击、质量、传递误差、振动响应和系统噪声的并车汇流齿轮—离合器系统多目标优化模型，对系统开展多目标优化设计；最后，为方便工程应用，快速进行参数优化，开发并车汇流齿轮—离合器系统多目标优化设计软件。本文主要研究内容如下：　　（1）针对船用湿式离合器的接排过程，基于集中质量法建立离合器接排冲击模型并进行求解，得出了船用湿式离合器的轴向冲击规律，随后对船用湿式离合器接排冲击响应进行了特性分析，为后续并车汇流齿轮—离合器系统动态特性分析提供数据支撑；　　（2）综合考虑离合器接排冲击、时变啮合刚度、传递误差建立并车汇流齿轮-离合器传动系统动力学模型，求解系统动态响应分析离合器接排冲击对系统动态响应的影响规律，并探究不同工作条件对并车汇流齿轮—离合器系统动态响应的影响规律；　　（3）以齿轮系统质量、离合器接排冲击、系统振动响应与系统总噪声为优化目标函数，以并车汇流齿轮—离合器系统各参数为设计变量，在传动比、接触强度等约束条件下，建立并车汇流齿轮—离合器系统多目标优化模型，应用MATLAB工具箱内的GA函数，基于遗传算法实现并车汇流齿轮—离合器系统多目标优化；　　（4）为帮助设计人员快速、准确地进行系统优化，提高系统性能和效率。通过多目标优化设计方法，基于并车汇流齿轮-离合器多目标优化模型开发并车汇流齿轮—离合器系统多目标优化软件。
作者：	刘鹏
专业：	机械工程
导师：	何泽银
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2023