第15卷第11期2011年11月

文章编号：1007-7294（2011）11-1315-07

船舶力学

JournalofShipMechanics

Vol.15No.11Nov.2011

大功率船用齿轮箱传动系统和结构系统

耦合特性分析

朱才朝，徐向阳，王海霞

（重庆大学机械传动国家重点实验室，重庆400030）

摘要：船用齿轮箱是船舶轮机系统的重要组成部分，其动态性能的好坏直接影响系统的性能，因而开展船用齿轮箱动态特性研究具有重要的意义。文章对某大型船用齿轮箱的固有特性进行分析，通过轴承支撑把传动子系统和结构子系统两者耦合起来，建立齿轮—转子—轴承—箱体耦合系统动力学模型。采用有限元软件中的Lanczos方法对齿轮箱系统固有特性进行了计算，得到固有频率及其振型，通过分析齿轮系统的激励频率，得出传动级离合器齿轮在工作过程中造成了较大的振动和噪音，与实际相符。关键词：船用齿轮箱；耦合振动；固有特性；模态分析；有限元中图分类号：TH123

文献标识码：A

Analysisofcouplingcharacteristicoftransmissionandstructuresystemoflarge-powermarinegearbox

ZHUCai-chao,XUXiang-yang,WANGHai-xia

(StateKeyLaboratoryofMechanicalTransmission,ChongqingUniversity,Chongqing400030,China)

Abstract：Theresearchondynamiccharacteristicsofthegearboxisofgreatsignificancetothemarineen-ginesystem.Inthispaper,thenaturalcharacteristicoflargemarinegearboxisinvestigated.Acouplingsys-tem(gear-rotor-bearing-box)dynamicsmodelisestablishedbycouplingtransmissionsubsystemandstructuresubsystemwiththesupportofbearing.ByusingLanczosmethod,naturalfrequenciesandvibrationmodelsareobtained.Bytheanalysisofcaparisoningthegearwheelexcitationfrequencieswiththeresult,itisprovedthefactthattransmissionstageclutchgearcauseslargevibrationandnoiseinitsoperation,whichmatchespracticalcase.

Keywords:marinegearbox;couplingvibration;naturalcharacteristic;modalanalysis;finiteelementanalysis

1引

言

大功率船用齿轮箱装置是船舶轮机系统的重要设备之一，其结构复杂，精度要求很高，且处于重载的运行条件下，综合技术指标远远高于其它船用齿轮箱。重载齿轮在传动过程中产生较大的振动、噪声和动载荷，有可能导致系统某些环节的失灵或损坏，甚至会导致齿轮系统本身的破坏和故障等。收稿日期：2011-03-24

基金项目：国家十一五科技支撑计划资助项目（2006BAF01B07-01）；

新世纪优秀人才计划（NCET-05-0766）资助项目

作者简介：朱才朝（1967-），男，博士后，教授，博士生导师。主要从事传动系统动力学及振动噪声

预估与控制的研究，E-mail:zcc92@163.com。