目錄 “21世紀(jì)先進(jìn)制造技術(shù)叢書”序 前言 第1章緒論1 1.1齒輪傳動系統(tǒng)非線性動力學(xué)研究背景1 1.2齒輪傳動系統(tǒng)非線性動力學(xué)研究框架2 1.3齒輪傳動系統(tǒng)非線性動力學(xué)研究內(nèi)容4 1.4齒輪傳動系統(tǒng)非線性動力學(xué)研究方法6 參考文獻(xiàn)8 第2章齒輪嚙合動態(tài)激勵類型與算法9 2.1齒輪嚙合動態(tài)激勵類型9 2.2齒輪嚙合剛度與計算方法10 2.2.1外嚙合齒輪單齒嚙合剛度計算模型和方法11 2.2.2內(nèi)嚙合齒輪單齒嚙合剛度計算模型和方法15 2.3齒根裂紋輪齒剛度計算方法17 2.4輪齒誤差動態(tài)激勵與計算方法19 2.5齒輪嚙合剛度與輪齒誤差耦合非線性激勵算法22 2.6齒輪副嚙合沖擊的動態(tài)激勵與計算方法28 2.6.1嚙合沖擊的動態(tài)激勵機(jī)理28 2.6.2嚙入沖擊分析30 參考文獻(xiàn)32 第3章斜齒輪時變摩擦及齒面故障激勵建模34 3.1斜齒輪基礎(chǔ)知識34 3.2斜齒輪時變摩擦激勵與計算方法36 3.2.1齒輪時變摩擦激勵計算37 3.2.2摩擦激勵算法對比和驗(yàn)證42 3.3齒面摩擦影響下剝落故障動力學(xué)模擬方法45 3.3.1齒面剝落故障齒輪摩擦激勵計算方法45 3.3.2齒面剝落激勵與摩擦激勵動力學(xué)模型50 3.3.3仿真結(jié)果與分析52 參考文獻(xiàn)56 第4章行星齒輪傳動系統(tǒng)輪齒故障動力學(xué)模擬方法58 4.1行星齒輪傳動系統(tǒng)動力學(xué)模型59 4.2輪齒裂紋故障動力學(xué)模擬方法64 4.2.1空間曲面齒根裂紋嚙合剛度激勵計算方法64 4.2.2基于空間曲面齒根裂紋的輪齒嚙合剛度計算.66 4.2.3行星輪系空間曲面齒根裂紋故障振動特征分析71 4.3行星輪系輪齒塑性偏轉(zhuǎn)變形動力學(xué)模擬方法81 4.3.1輪齒塑性偏轉(zhuǎn)變形剛度與誤差耦合非線性激勵計算模型82 4.3.2輪齒塑性偏轉(zhuǎn)變形故障非線性激勵分析86 4.3.3行星輪系輪齒塑性偏轉(zhuǎn)變形故障振動響應(yīng)特征90 參考文獻(xiàn)93 第5章齒輪傳動制造與安裝誤差的動力學(xué)模擬方法95 5.1行星輪系制造安裝誤差類型95 5.2行星輪系偏心誤差和孔位置誤差動力學(xué)模擬96 5.2.1行星輪系偏心誤差和孔位置誤差計算模型96 5.2.2行星輪系偏心誤差的動態(tài)特性分析102 5.2.3行星輪孔位置誤差的動態(tài)特性分析106 5.3行星輪系不對中誤差動力學(xué)模擬110 5.3.1行星輪系不對中誤差計算模型110 5.3.2行星架和行星輪角度不對中誤差的動態(tài)特性分析117 5.4薄壁齒圈行星輪系動態(tài)特性模擬122 5.4.1薄壁齒圈行星輪系接觸模型122 5.4.2輪孔位置誤差和偏心誤差對行星輪系動態(tài)特性的影響128 參考文獻(xiàn)130 第6章滾動軸承結(jié)構(gòu)與內(nèi)激勵計算131 6.1滾動軸承的基礎(chǔ)知識131 6.1.1滾動軸承的結(jié)構(gòu)組成131 6.1.2滾動軸承的分類132 6.1.3滾動軸承的應(yīng)用133 6.2滾動軸承內(nèi)部激勵類型與計算133 6.2.1滾動軸承內(nèi)部激勵類型133 6.2.2滾動軸承位移激勵的計算134 6.2.3滾動軸承剛度激勵的計算140 6.3滾動軸承動力學(xué)建模方法152 6.3.1滾動軸承運(yùn)動學(xué)分析152 6.3.2滾動軸承動力學(xué)分析153 6.3.3滾動軸承動力學(xué)模型求解158 6.3.4滾動軸承動力學(xué)分析算例159 參考文獻(xiàn)162 第7章滾動軸承波紋度表征及動力學(xué)響應(yīng)163 7.1滾動軸承波紋度表征方法163 7.2考慮波紋度的剛度和位移激勵算法169 7.2.1周期性正弦函數(shù)表征的波紋度169 7.2.2非周期性正弦函數(shù)表征的波紋度170 7.3滾動軸承波紋度表征動力學(xué)響應(yīng)算例172 7.3.1考慮滾動軸承波紋度的剛度激勵計算172 7.3.2基于實(shí)測波紋度曲線的軸承動力學(xué)響應(yīng)計算176 參考文獻(xiàn)183 第8章滾動軸承聲振耦合分析184 8.1振動噪聲響應(yīng)分析方法184 8.1.1有限元法184 8.1.2噪聲輻射邊界元法185 8.2滾動軸承聲振耦合分析計算188 8.3波紋度影響下聲振耦合分析計算200 參考文獻(xiàn)208 第9章滾動軸承局部故障動力學(xué)建模與仿真210 9.1滾動軸承局部故障動力學(xué)建模210 9.1.1滾動軸承典型局部故障的模式與表征211 9.1.2滾動軸承運(yùn)動過程中局部故障的形貌變化與表征215 9.2計算案例217 9.2.1球軸承局部故障動力學(xué)建模及響應(yīng)計算217 9.2.2圓錐滾子軸承局部故障動力學(xué)建模及響應(yīng)計算220 參考文獻(xiàn)227 第10章滾動軸承滾動體咬入打滑動力學(xué)建模與仿真229 10.1滾動軸承打滑損傷形式與原因分析229 10.1.1打滑影響及損傷形式分析229 10.1.2基于純滾動的滾動軸承運(yùn)動學(xué)關(guān)系231 10.1.3滾動軸承打滑原因分析233 10.2滾動體咬入打滑動力學(xué)模型237 10.2.1咬入角240 10.2.2滑移速度241 10.2.3保持架作用243 10.2.4摩擦力246 10.2.5動力學(xué)模型描述249 10.3仿真結(jié)果與影響分析251 10.3.1滾動體運(yùn)動狀態(tài)分析252 10.3.2滑移速度特征分析254 10.3.3軸承載荷對滑移速度的影響255 10.3.4軸承轉(zhuǎn)速對滑移速度的影響256 參考文獻(xiàn)258 第11章齒輪傳動系統(tǒng)界面接觸基礎(chǔ)知識259 11.1齒輪傳動系統(tǒng)界面分類259 11.2粗糙表面與界面接觸.260 11.2.1表面形貌參數(shù).261 11.2.2表面形貌的統(tǒng)計參數(shù)263 11.2.3表面形貌的三維分形參數(shù)266 11.2.4粗糙接觸界面.269 參考文獻(xiàn)275 第12章界面接觸剛度與阻尼277 12.1球體接觸剛度277 12.2粗糙界面接觸剛度.277 12.2.1分形模型剛度表達(dá)式278 12.2.2有限元法求解剛度表達(dá)式278 12.2.3算例279 12.3界面阻尼281 12.3.1自由振動響應(yīng)特征量281 12.3.2回復(fù)力特性與阻尼模型辨識283 12.3.3算例287 參考文獻(xiàn)297 第13章粗糙界面的接觸振動299 13.1單一粗糙峰的接觸振動299 13.2三維分形粗糙界面的接觸振動303 13.2.1粗糙界面法向接觸動力學(xué)模型303 13.2.2無阻尼固有頻率的計算方法305 13.2.3受迫振動響應(yīng)307 13.2.4算例308 參考文獻(xiàn)311 第14章箱體螺栓結(jié)合界面動力學(xué)模擬方法312 14.1滑動接觸界面312 14.2動力學(xué)模型314 14.3局部微滑動響應(yīng)特性316 14.4算例320 參考文獻(xiàn)324 第15章螺栓結(jié)合部層疊多界面沖擊振動傳遞建模與仿真327 15.1螺栓結(jié)合部層疊多界面327 15.1.1螺栓結(jié)合部動力學(xué)性能影響因素分析327 15.1.2螺栓結(jié)合部受力分析328 15.2沖擊振動傳遞模型331 15.2.1模型描述331 15.2.2振動與能量傳遞特征量333 15.3算例333 15.3.1有限元計算模型333 15.3.2輸入界面的加速度響應(yīng)335 15.3.3傳遞界面的加速度響應(yīng)336 15.3.4振動傳遞特性339 15.3.5能量傳遞特性340 15.3.6試驗(yàn)驗(yàn)證342 參考文獻(xiàn)343 第16章齒輪-軸-軸承-軸承座系統(tǒng)多界面振動傳遞動力學(xué)建模345 16.1傳遞多界面的定義345 16.2軸承-滾道接觸剛度計算346 16.3沖擊載荷347 16.4振動傳遞與能量損耗特征量348 16.5算例348 16.5.1振動傳遞動力學(xué)模型348 16.5.2動力學(xué)方程350 16.5.3徑向預(yù)載荷下的響應(yīng)351