基于侧隙与啮合刚度矩阵的谐波齿轮啮合力性能研究的任务书.docx

基于侧隙与啮合刚度矩阵的谐波齿轮啮合力性能研究的任务书
一、研究背景
哈密顿滑动过程与弹性形变过程相互耦合，在齿轮啮合传动中表现出复杂的动力学行为。这种性质使得齿轮啮合力性能变得更难预测和理解。当时变载荷作用于齿轮啮合副时，会导致齿轮系统的振动、应力和变形等变化，这些变化直接影响齿轮传动的可靠性、噪声和寿命等问题。因此，研究齿轮啮合力性能，对于提高齿轮传动系统的可靠性和性能具有重要意义。
谐波齿轮是一种通过非线性变形来传递力的特殊齿轮。谐波齿轮由一对足够大的柔性环组成。这些环在齿轮上的位置绕着齿轮移动，它们的阻尼和弹性刚度可以控制齿轮传递的力。谐波齿轮的优点是它具有快速而平稳的运动，并且可以在高负载下运行，但与传统齿轮相比，其预测和理解力性能可能更加困难。
因此，本研究旨在探索基于侧隙与啮合刚度矩阵的谐波齿轮啮合力性能，其主要任务如下：
二、研究内容与方法
1.制定齿轮啮合力性能研究的模型与框架
本研究将基于侧隙与啮合刚度矩阵的谐波齿轮啮合力性能进行研究。该模型将齿轮备件的设计和材料参数考虑进来，关注侧隙和啮合刚度矩阵的影响。研究框架将集中在谐波周期与谐波振动特性、齿轮传动的传动特性、应力特性以及齿轮变形等方面。
2.建立齿轮侧隙与啮合刚度矩阵模型
在齿轮啮合力性能研究中，侧隙和啮合刚度矩阵是关键的设计参数。因此，本研究将建立侧隙与啮合刚度矩阵的模型，以探索齿轮啮合力性能的影响。该模型将考虑转速、载荷和材料等因素，要求统计解谐波齿轮的动力学响应，以获取其力性能信息。
3.验证模型并对齿轮啮合力性能进行优化
为验证基于侧隙与啮合刚度矩阵的谐波齿轮啮合力性能模型的有效性，将使用实验数据进行验证。此外，可以通过优化侧隙和啮合刚度矩阵参数来改善谐波齿轮啮合力性能。
4.实验数据分析和建模
基于侧隙与啮合刚度矩阵的齿轮啮合力性能模型将建立在实验数据分析和建模的基础上。先将制定谐波周期与谐波振动特性、齿轮传动的传动特性、应力特性以及齿轮变形等方面的数据采集计划。然后，通过实验数据的收集和分析，建立谐波齿轮啮合力性能的预测模型。
三、预期结果
1.制定齿轮啮合力性能研究的模型与框架，明确研究内容和方法。
2.建立齿轮侧隙与啮合刚度矩阵模型，探究齿轮传动的特性与影响。
3.使用实验数据对模型进行验证，并通过优化侧隙和啮合刚度矩阵的参数来改善齿轮啮合力性能。
4.基于实验数据分析和建模，建立基于侧隙与啮合刚度矩阵的谐波齿轮啮合力性能预测模型。
五、参考文献
1.Zhao,Y.,Zhang,X.,&Chen,W.(2019).Effectsoftoothprofilemodificationsondynamicloadsharingcharacteristicofatwo-stageplanetarygeartrain.MechanismandMachineTheory,139,65-76.
2.Geng,L.,Wang,J.,&Wang,J.(2015).Responseofanon-uniformbeamtoperiodicloading:Theoryandexperiment.JournalofSoundandVibration,338,38-55.
3.Liu,C.,&Chen,W.(2018).Effectsoftoothprofilemodificationsondynamicloadsharingcharacteristicofatwo-stageplanetarygeartrain.MechanismandMachineTheory,139,65-76.
4.Chen,W.,Zhang,X.,&Bai,Z.(2020).Anexperimentalstudyoftheoptimaltoothflankinterferenceofplanetarygeartrains.TransactionsoftheASME,JournalofMechanicalDesign,142(4),041703.