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弹性联轴器系统扭振力学模型和数学模型建立

2021-03-17 10:16:03

不同联轴器对动力传动系统的影响

   系统扭振力学模型采用多自由度集中质量当量模型,理想地认为车辆动力传动系统是由一些只有转动惯量而无弹性变形的刚体质量和一些只有弹性变形而无转动惯量的弹性轴段组成。系统的当量模型建立按能 量保持不变的原则,将传动系统的各旋转件都当量为同一转速旋转。某型履带车辆动力传动系统由发动机、联轴器、变速装置、侧传动和主动轮等组成。由系统实际结构简化深受的集中质量当量系统扭振力学模型。模型中不考虑齿轮副啮合刚度,齿轮副简化为一个集中质量,且所有集中质量点的惯量、轴段刚度及阻尼均当量到发动机输出轴。扭振力学模型为多自由度分支结构模型。

扭振数学模型建立目前,工程中对系统扭振的准确计算多采用解析法。利用特征值法求解固有振动的频率和振型,采用模态综合法计算系统强迫振动响应,然后根据强迫振动的计算结果对轴系部件的强度进行校核。

配装不同联轴器的曲轴轴系和传动系轴段较大附加应力计算。曲轴部分附加扭转应力基本不受联轴器形式的影响,较大应力在3~4质量点问的曲轴上。不同联轴器对传动系统轴段附加扭转应力的影响不同,附加扭转应力变化从十几兆帕到四百多兆帕。由于膜片联轴器没有阻尼作用,配装膜片联轴器后的传动系统各轴段附加扭转应力明显大的

通过对动力传动系统扭振特性的计算,深受不同联轴器对动力传动系统扭振影响的规律。1)橡胶联轴器和膜片联轴器对传动系统减振作用依次下降,由于较低刚度和较大阻尼,减振效果较明显。通过上面的计算分析,综合考虑联轴器刚度对固有频率、质量点扭振幅值及动载荷的影响,确定选用盖斯林格联轴器。2)盖斯林格联轴器移频效果较明显,其余依次是橡胶联轴器和膜片联轴器。由于膜片联轴器的大刚度和弱阻尼,使得传动轴系质量点扭振幅值更加,在发动机转速范围内有多处峰值存在,更加了系统共振的机会。3)曲轴系的附加转矩和附加扭转应力基本不受联轴器形式的影响,传动轴系的附加转矩和附加扭转应力大小与联轴器形式相关。在发动机转速范围内,配装盖斯林格联轴器传动系统轴系的扭振幅值较小,配装膜片联轴器的传动轴系有多处峰值存在。4)对齿轮的振动附加转矩大小与配装的联轴器形式有关。配装盖斯林格联轴器时,齿轮振动附加转矩较低,低于许用值和发动机平均转矩;配装膜片联轴器时,齿轮振动转矩较高,超过齿轮持续工作转矩许用值,且有多处超过发动机平均转矩,齿轮发生敲击现象的概率更加。5)随着刚度的更加,联轴器上的附加转矩也更加。盖斯林格联轴器和膜片联轴器的附加转矩分别为较小和较大。