基于工作流管理系统的齿轮动态特性分析平台的研发
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摘要
本文较系统地研究了圆柱齿轮传动系统的动态特性，在齿轮系统动力学基本理论体系和WfMC提供的工作流参考模型的基础上，研究开发了一套基于工作流管理方式的齿轮动态特性分析平台软件。论文的主要内容包括：
在.NET环境下用C#设计开发了一套单实例的工作流管理系统，完成了工作流引擎系统、用户分析计算平台和过程定义编辑器的设计与开发。
依据典型的齿轮传动系统动态特性分析内容，设计开发了一套用于齿轮传动系统动态特性分析的执行器。
使用本文研究开发的齿轮传动系统动态特性分析平台，以TJ~(**)发动机减速器为原型，将齿轮系统动力学分析和齿轮动强度分析相结合，详细分析了单自由度齿轮传动系统的动态特性。
以WJ~*改型发动机减速器为原型，建立了考虑传动系统中所有零件分离的动力学模型，详细分析了封闭行星传动系统的动力学性能，并得到了相关的结论，得到的结果可直接用于系统中各零件的动强度分析。
本文研究开发的齿轮系统动态特性分析平台较好的将齿轮系统动力学和齿轮动强度分析相结合，实践表明，该分析平台可以灵活方便的完成齿轮系统动态特性分析的相关计算任务。
In this dissertation the dynamic behaviors of cylindrical gear system have been systematically studied. Based on the basic system info of gear system dynamics, and the workflow reference model provided by WfMC, a software platform that can be used for the dynamic behavior analysis of gear systems has been researched and developed. The research works are listed as follow:
A workflow management system that can be run in the .NET framework has been designed and developed. The system includes the workflow engine, the analysis workbench and the process definition tool.
Based on the typical works of gear system dynamic behavior analysis, a set of executors that can be run in the workflow management system have been designed and developed.
Taking the gear system in the TJ* * engine as prototype, the coupling effects of the gear system dynamics and the gear structural dynamics on the analysis of the gear system is taking into account.
A torsional-lateral coupling dynamic model with every part separated is proposed to predict the dynamic behaviors of encased differential gear train. The model takes the gear system in the WJ* aeroengine as prototype. The dynamic characteristics of the model have been analyzed in detail, and the system dynamics results can be used for the structural dynamics analysis of every part.
The software platform developed in this dissertation combines the analysis of gear system dynamics and the analysis of gear structural dynamics together. The simulations of the platform prove that it can be fit for the analysis tasks.
在.NET环境下用C#设计开发了一套单实例的工作流管理系统，完成了工作流引擎系统、用户分析计算平台和过程定义编辑器的设计与开发。
依据典型的齿轮传动系统动态特性分析内容，设计开发了一套用于齿轮传动系统动态特性分析的执行器。
使用本文研究开发的齿轮传动系统动态特性分析平台，以TJ~(**)发动机减速器为原型，将齿轮系统动力学分析和齿轮动强度分析相结合，详细分析了单自由度齿轮传动系统的动态特性。
以WJ~*改型发动机减速器为原型，建立了考虑传动系统中所有零件分离的动力学模型，详细分析了封闭行星传动系统的动力学性能，并得到了相关的结论，得到的结果可直接用于系统中各零件的动强度分析。
本文研究开发的齿轮系统动态特性分析平台较好的将齿轮系统动力学和齿轮动强度分析相结合，实践表明，该分析平台可以灵活方便的完成齿轮系统动态特性分析的相关计算任务。
In this dissertation the dynamic behaviors of cylindrical gear system have been systematically studied. Based on the basic system info of gear system dynamics, and the workflow reference model provided by WfMC, a software platform that can be used for the dynamic behavior analysis of gear systems has been researched and developed. The research works are listed as follow:
A workflow management system that can be run in the .NET framework has been designed and developed. The system includes the workflow engine, the analysis workbench and the process definition tool.
Based on the typical works of gear system dynamic behavior analysis, a set of executors that can be run in the workflow management system have been designed and developed.
Taking the gear system in the TJ* * engine as prototype, the coupling effects of the gear system dynamics and the gear structural dynamics on the analysis of the gear system is taking into account.
A torsional-lateral coupling dynamic model with every part separated is proposed to predict the dynamic behaviors of encased differential gear train. The model takes the gear system in the WJ* aeroengine as prototype. The dynamic characteristics of the model have been analyzed in detail, and the system dynamics results can be used for the structural dynamics analysis of every part.
The software platform developed in this dissertation combines the analysis of gear system dynamics and the analysis of gear structural dynamics together. The simulations of the platform prove that it can be fit for the analysis tasks.
引文
1．吴立言，TJ**减速器系统静力与动力学分析和计算——项目研究总结报告，2002
2．刘更，WJ*改型发动机减速器的动态特性及动强度分析和计算——项目研究总结报告，2002
3．H.Kohler et al, Gear Dynamics, Noise And Viberation, British Gear Association-Design Sub-Committee, 1988
4．方宗德、沈允文、高向群，航空减速器设计中的振动问题，齿轮，1990，11(1)：7～11
5．方宗德、沈允文、黄镇东，2K-H行星减速器的动态特性，西北工业大学学报，1990，8(4)：362～371
6．刘更，内、外啮合圆柱齿轮动态特性的理论和实验研究，西安交通大学博士学位论文，1994
7．刘更、纪明刚，斜齿圆柱齿轮的三维接触应力分析，齿轮，1987，11(4)：8～13
8．刘更、黄镇东、何大为，斜齿圆柱齿轮的三维有限元振动分析，西北工业大学学报，1989，7(1)：47～55
9．刘更，一种确定内啮合和外啮合斜齿圆柱齿轮载荷分布的有效方法，机械工程学报，1991，27(3)：20～26
10. V.Ramamurti, Nayak H.Vijayendra and C.Sujatha, Static and Dynamic Analysis of Spur and Bevel Gears Using FEM, Mech. Mach. Theory, 1998, 33(8): 1177～1193
11. R.Hosseini, Development of a 3-D Finite Element Mesh Generator of Gear Teeth, MSC 1983
12. D.Yakubek, Plate Bending and Finite Element Analysis of Spur and Helical Gear Tooth Deflections, MSC 1984
13．刘更，航空圆柱齿轮动态载荷下三大强度计算方法研究——研究总结报告，1993
14．刘更，航空圆柱齿轮动态载荷下三大强度计算方法研究——用户手册，1993
15. http://gearlab.eng.ohio-state.edu/Pages/Software/software.html
16. http://www.mdi.se/toolkits/geargenerator/geargenerator.htm
17. Workflow Management Coalition, The Workflow Reference Model, Document Number WFMC-TC00-1003, 1994
18. Workflow Management Coalition, Terminology & Glossary, Document Number WFMC-TC-1011, 1996
19．范玉顺，工作流管理技术基础，北京：清华大学出版社，2001
20．李润方、王建军，齿轮系统动力学——振动、冲击、噪声，北京：科学出版社，1997
21．李润方、陈大良，斜齿轮三维有摩擦接触应力分析及前后台处理方法，齿轮，1990，14(1)：29～34
22．唐增宝、钟毅方编，齿轮传动的振动分析与动态优化设计，武汉：华中理工大学出版社，1994
23．王建军、李润方，齿轮系统动力学的理论体系，中国机械工程，1998，9(12)：55～58
24．Simon Robinson, Ollie Cornes等着，康博译，C#高级编程，2002
25. W3C XML Activity, XML Specifications
26. Tim Bray, Jean Paoli, C.M. Sperberg-McQueen and Eve Maler, Extensible Markup Language (XML) 1.0 (Second Edition), 2000
27. Workflow Management Coalition, Workflow Process Definition Interface-XML Process Definition Interface, Document Number WFMC-TC-1025, 2001
28. I.Jacobson, Object-Oriented Software Engineering: A Use Case Driven Approach, Addison-Wesley Pub, 1992
29. G.Booch, Object-Oriented Analysis and Design with Applications, Second Edition, Addison-Wesly Pub, 1994
30. OMG, UML Specification, 2000
31．朱孝禄、鄂中凯，齿轮承载能力分析，北京：高等教育出版社，1992
32．刘更等，斜齿圆柱齿轮轮齿动态响应的研究，齿轮，1988，12(6)；1989，13(4)；1990，14(1)
33．潘爱民，COM原理与应用，北京：清华大学出版社，1999
34. Jeanne and C.Adams, Fortran 90 Handbook, Intertext Publications/Multiseience Press Inc, 1992
35. MathTools Ltd, Mideva, Matcom & Visual Matcom Installation Guide, V4.5 Release, 1999
36. M.Amabili and A.Rivola, Dynamic Analysis of Spur Gear Pairs: Steady-state Response and Stability of the SDOF Model With Time-Varying Meshing Damping, Mechanical Systems and Signal Processing, 1997, 11(3): 375～390
37. K.J.Huang and T.S.Liu, Dynamic Analysis of a Spur Gear by the Dynamic Stiffness Method, Journal of Sound and Vibration, 2000, 234(2): 311～329
38．方宗德、沈允文、高向群，斜齿轮传动的动态特性分析，航空学报，1992，
13(2)：32～39
39．倪振华主编，振动力学，西安：西安交通大学出版社，1998
40．西北工业大学理论力学教研室编，理论力学下册，西安，西北工业大学出版社，1993
41．封建湖、车刚明、聂玉峰编，数值分析原理，北京：科学出版社，1992
42. H.N.Ozguven and D.R.Houser, Mathematical-models Used in Gear Dynamics-A review, Journal of Sound and Vibration, 1988, 121: 383～411
43．齿轮手册编委会，齿轮手册上册，北京：机械工业出版社，1990
44．徐灏主编，机械设计手册第一卷，北京：机械工业出版社，1991
45．刘鸿文主编，材料力学上册，北京：高等教育出版社，1992
46．孙月海，渐开线直齿圆柱齿轮修缘减振的动力学研究，天津大学博士学位论文，2000
47．孙智民，功率分流齿轮传动系统非线性动力学研究，西北工业大学博士学位论文，2001
48．方宗德、沈允文、黄镇东，三路功率分流星型式减速器的动态特性，航空学报，1990，11(7)：341～350
2．刘更，WJ*改型发动机减速器的动态特性及动强度分析和计算——项目研究总结报告，2002
3．H.Kohler et al, Gear Dynamics, Noise And Viberation, British Gear Association-Design Sub-Committee, 1988
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26. Tim Bray, Jean Paoli, C.M. Sperberg-McQueen and Eve Maler, Extensible Markup Language (XML) 1.0 (Second Edition), 2000
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28. I.Jacobson, Object-Oriented Software Engineering: A Use Case Driven Approach, Addison-Wesley Pub, 1992
29. G.Booch, Object-Oriented Analysis and Design with Applications, Second Edition, Addison-Wesly Pub, 1994
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31．朱孝禄、鄂中凯，齿轮承载能力分析，北京：高等教育出版社，1992
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33．潘爱民，COM原理与应用，北京：清华大学出版社，1999
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36. M.Amabili and A.Rivola, Dynamic Analysis of Spur Gear Pairs: Steady-state Response and Stability of the SDOF Model With Time-Varying Meshing Damping, Mechanical Systems and Signal Processing, 1997, 11(3): 375～390
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41．封建湖、车刚明、聂玉峰编，数值分析原理，北京：科学出版社，1992
42. H.N.Ozguven and D.R.Houser, Mathematical-models Used in Gear Dynamics-A review, Journal of Sound and Vibration, 1988, 121: 383～411
43．齿轮手册编委会，齿轮手册上册，北京：机械工业出版社，1990
44．徐灏主编，机械设计手册第一卷，北京：机械工业出版社，1991
45．刘鸿文主编，材料力学上册，北京：高等教育出版社，1992
46．孙月海，渐开线直齿圆柱齿轮修缘减振的动力学研究，天津大学博士学位论文，2000
47．孙智民，功率分流齿轮传动系统非线性动力学研究，西北工业大学博士学位论文，2001
48．方宗德、沈允文、黄镇东，三路功率分流星型式减速器的动态特性，航空学报，1990，11(7)：341～350