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《中国制造2025》战略方针中明确提出大型化、智能化船舶和极地船舶是需要突破的方向。大功率和极地工况都对推进系统有着极高的要求,而船用齿轮箱是推进系统中的关键组成部分。它的动态性能将影响着整个推进系统的动态性能。为了了解齿轮传动系统的动态特性和其可靠性,对船用斜齿轮副进行瞬态动力学分析以及疲劳寿命分析是很有必要的。这对于船舶推进系统的设计具有重要的理论意义和实际工程应用价值。本文以10000DWT江海直达推进轴系为研究对象,该推进轴系中包括GWC型齿轮箱,旨在分析斜齿轮副的动态特性以及计算基于实际工况的疲劳寿命,实现齿轮箱的全寿命周期的设计工作。建立推进轴系当量模型,对其进行自由振动和强迫振动计算,分析推进轴系的“危险”工况。基于Matlab软件平台,对危险工况下推进轴系的瞬态响应进行分析,研究推进轴系的动态特性。基于Workbench软件平台,进一步对该工况下斜齿轮副的瞬态动力学进行分析,并计算斜齿轮副的疲劳寿命。论文的主要内容包括:1)基于推进轴系当量模型,对10000DWT江海直达船推进轴系进行自由振动和强迫振动计算。利用Matlab软件平台,基于Newmark-β法对推进轴系进行瞬态响应计算,分析轴系动态特征。分析推进轴系自由振动和强迫振动计算结果,确定“危险”转速。分析在“危险”转速下推进轴系瞬态响应情况。结果显示推进轴系的转速、扭转角以及扭转应力呈周期性波动,轴系不同质量点处的转速波动幅度不同,所受激励复杂处的转速波动较大;轴系瞬态工况下的扭矩和扭转应力在稳态计算所得值上下波动,瞬时值某一时刻可能大于稳态求解值。2)建立斜齿轮副接触模型,利用Workbench对齿轮副进行模态分析,根据斜齿轮的固有频率,选取斜齿轮副瞬态动力学分析时间步长。将轴系瞬态响应计算所得的齿轮箱输入端的扭矩数据作为斜齿轮副瞬态动力学分析的边界条件,目的是为了模拟实际瞬态工况下的齿轮的动态响应。结果显示,当斜齿轮副趋于稳态工况时齿轮的等效应变和等效应力在某个定值上下波动。3)基于Workbench疲劳寿命计算模块Fatigue Tool对斜齿轮副进行疲劳寿命分析。详述疲劳计算的基本原理和基本流程,分析非对称恒幅循环载荷的应力修正方法,分析集中应力和载荷类型对齿轮疲劳寿命的影响。最后利用斜齿轮副瞬态动力学分析所得的应力数据进行齿轮的疲劳寿命计算。