高承载能力高传动效率新型针摆行星传动研究

研究出一种具有实用价值的新型摆线针轮行星传动——双曲柄环板式针摆行星传动。简述了双曲柄环板式针摆行星传动原理、结构特点，着重论述了其优化设计、效率分析等理论与方法。理论研究及样机性能试验结果证明了双曲柄环板式针摆行星传动不仅具有很高的承载能力，同时具有较高的传动效率，是一种极具发展前景的传动型式。     

双曲柄环板式针摆行星传动降低振动与噪声的优化设计与试验

双曲柄环板式针摆行星传动是一种高承载能力和高传动效率的新型传动装置.它有多种结构型式,从中选择两种主要结构型式,以提高承载能力为目标进行优化设计,研制出样机进行性能试验,它们都具有高的承载能力和高的传动效率.介绍这两种能传递更大功率且动态特性更优的主要结构型式和进一步提高其动态特性的研究成果.其中,以提高承载能力为目标进行优化设计的三齿轮联动双曲柄四环板针摆行星传动的样机,高转速满负荷工作时的噪声为92 dB;而振动的评级为好.经过以降低振动和噪声为目标的改进优化设计后,高转速满负荷工作时的噪声为85 dB,噪声降低了7 dB,其评级指标也上升为"好";同时样机的振动性能又得到进一步的改善.     

双曲柄环板式针摆行星传动的研究

为了保持双、三环减速器的优点,而克服用渐开线为齿形时的缺点,提出了双曲柄环板式针摆行星减速器,介绍这种新型传动的工作原理、结构设计与优点及样机性能试验的结果。     

环板式针摆行星传动非线性动态啮合特性分析

根椐环板式针摆行星传动的动态啮合特性,采用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA模块,建立了针摆传动刚柔组合模型,动态模拟了针轮与摆线轮的啮合过程,求解了啮合过程中瞬时应力、变形和动态啮合刚度.分析了啮合应力沿齿宽和齿高方向的变化规律及啮合刚度的非线性特性.分析结果说明,非线性啮合刚度是样机振动的一个主要动态激励.因此,新样机制做要提高啮合刚度,以减少振动.     

双驱动双曲柄四环板针摆行星传动的虚拟样机建模与仿真

阐述了双曲柄环板式针摆行星传动的传动原理、特点,针对双电动机驱动四环板针摆行星传动建立了模拟现实的虚拟样机仿真分析环境,将关键部件的受力与理论计算值进行比较,证明该样机模型设计正确、合理可靠,为今后进一步分析研究双驱动双曲柄四环板针摆行星传动奠定了基础。     

加工误差对环板式针摆行星传动轴承载荷影响

针对双曲柄环板式针摆行星传动中的平行四杆机构，运用动力学原理分析了机构中杆长尺寸误差和运动副侧隙等随机变量对转臂轴承栽荷的影响，并建立了力分析模型，为在设计双曲柄环板式针摆传动时，更好地计算各构件的强度、动力性能及机构可靠性等提供了一定的理论基础。     

四环板式减速器的可靠性优化设计

探讨了双电机驱动双曲柄四环板针摆行星减速器的可靠性优化设计问题。建立了3个设计变量,1个目标函数,18个约束条件的可靠性优化设计模型。通过实例计算与比较,可以看出双电机驱动双曲柄四环板针摆行星减速器中摆线轮的体积减小,而且减速器单位体积传递的功率增大。说明建立数学模型合理、计算结果有效。这将对于环板式针摆行星减速器可靠性优化设计的进一步研究有着十分重要的参考价值,同时对于提高环板式针摆行星减速器的产品质量、降低成本、缩短设计周期有一定的实用价值。     

环板式针摆行星减速器箱体的模态分析

在Pro/E系统中对环板式针摆行星减速器箱体进行三维实体造型,利用该实体模型,在有限元分析系统中建立箱体的动力学分析模型.用ANSYS软件分析箱体的固有特性,为整个系统的动态响应计算和分析奠定基础.     

三齿轮联动双曲柄四环板式针摆行星传动的动力学研究

在Pro/E软件系统下建立完整的三齿轮联动双曲柄四环板式针摆行星减速器虚拟装配实体模型,并基于ADAMS软件环境,对模型进行虚拟样机试验验证;建立了准确的动力学分析模型;完成了几种工况条件下虚拟样机的仿真计算;并结合样机工作性能与动力学测试,完成虚拟模型的实验室验证。     

双电机驱动双曲柄四环板针摆行星传动理论分析

双电机驱动双曲柄四环板针摆行星传动是一种具有实用价值的新型摆线针轮行星传动。本文主要论述了系统的传动原理、运动学分析、力分析,建立了系统的数学模型,并编制了系统的计算分析软件。分析表明,由于四片环板采用了特殊的相位角关系,整个系统不仅能够达到静力平衡,而且能达到任意时刻的动平衡,同时又保留了摆线针轮行星传动的优点,是一种具有发展前景的传动形式。     

高性能主轴偏心状态传递矩阵法的研究

分析电主轴的结构组成并进行简化建模,针对电主轴的偏心状态,采用电磁学对其进行力学分析;基于传递矩阵法对分段电主轴的简化模型进行机械动力学分析,对轴系的典型单元的状态进行了数学描述,递推出整个轴系的传递矩阵;综合电磁学与机械动力学的分析结果,修改部分典型单元的状态矩阵,根据电主轴整体的边界条件,得到偏心电主轴的传递矩阵方程即轴系的频率方程。     

双列圆锥滚子轴承支承的车辆驱动桥主减速器轴系固有特性分析

车辆驱动桥主动轴采用双列圆锥滚子轴承的支承结构将引起轴系固有特性发生变化,基于赫兹接触及有限元理论建立了双列圆锥滚子轴承刚度模型及支承轴系动力学模型,对比分析了支承结构改变前后的轴系固有特性及轴向载荷对轴系固有特性的影响。分析结果表明:采用双列圆锥滚子轴承支承结构后,减速器主动轴的轴系固有频率较原支承结构有所减小;随着轴向载荷增加,轴承径向刚度增大,进而导致轴系固有频率增大。     

Dynamic analysis of a rig shafting vibration based on finite element

In recently, finite elements method (FEM) has been used most popular for analysis of stress, vibration, heat flow and many other phenomena. Taking a rig shafting as an example, this paper studies the lateral vibration of the rig shafting with multi-degree-of-freedom by using FEM. The FEM model is created and the eigenvalues and eigenvectors are calculated and analyzed to find natural frequencies, critical speeds, mode shapes and unbalance responses. Then critical and mode shapes are determined. Finally, responses of unbalance force are analyzed in case of undamped and damped system, and peaks of response are compared.     

大型工艺往复压缩机系统振动分析

对大型工艺往复式压缩机系统出现振动异常现象的原因进行分析,计算了不平衡力/力矩,在扰力矩计算的基础上对压缩机基础振动状况进行了分析;建立了压缩机-驱动电机轴系模型并进行了有限元模态分析,得到了轴系振动前六阶振型与相应频率;建立了气流脉动与管道系统振动分析的有限元模型,进行了有限元分析计算,得到了管路系统的固有频率和相关研究节点的振幅。分析计算结果表明：由扰力矩引起的机身振动在允许范围内;管路系统的流固耦合振动是导致压缩机系统发生振动故障的主要原因。通过调整压缩机运行转速,改变了激振力频率;提出了管路系统优化方案,优化后的管路系统的固有频率显著提高,能有效避开激振力频率,明显降低管路系统的振幅,其最大振幅降至165μm,满足API618标准要求。     

高速旋转状态下齿轮轴系耦合的模态分析

提出了一种用ANSYS分析齿轮轴系耦合模态的新方法,以齿轮箱齿轮转动系统为研究对象,根据转子动力学基本理论和齿轮啮合原理,建立了高速工作状态下转动轴系的有限元动力学模型。模拟某齿轮箱转动轴系实际工况,采用ANSYS中MPC方法对齿轮接触进行解算,得到齿轮低阶固有频率和主振型,并通过与静止状态下分析得到的固有频率进行对比分析,运用此方法可以在传动系统设计时避开齿轮箱啮合工作频率,避免由机械共振造成的整机故障,并为齿轮箱系统故障诊断提供理论支持。     

基于有限元法轴段偏中时轴系校中状态的研究

依据船舶轴系直线校中原理,介绍了ANSYS环境中轴系校中建模的方法和参数的设置,并在ANSYS环境中建立了轴系校中计算的有限元模型.简述了轴系直线校中法,详细说明了轴段偏中时轴系校中的状态,得出了轴段校中时轴承负荷、轴系挠度、轴系转角、轴系剪力等参数,并与轴系偏中时轴承负荷、轴系挠度、轴系转角、轴系剪力等参数做比较,得到了轴系校中参数变化规律,同时计算得出了轴段偏中产生的附加负荷对轴系校中的影响,为船舶轴系校中设计及检修提供了依据.     

响应面法用于磨机传动系统扭转振动模型修正

大型设备传动系统的扭转振动影响系统的正常工作,严重时会导致系统损坏,避免共振是缓解扭转振动的有效手段,针对此问题,以某大型磨机设备为研究对象,建立以响应面法的有限元模型修正理论为基础的方法。通过扭转振动分析,经显著参数筛选,以显式的响应面模型逼近特征量与设计参数间复杂的隐式函数,对传动系统有限元模型可能存在的误差进行修正。在获得较精确模型的基础上,对其传动系统进行了基于响应面的优化设计,调整系统的模态频率,使其有效避开了系统的工作频率,实现了传动系统的优化,表明以响应面法的有限元模型修正方法对传动系统设计具有参考价值。     

利用响应面方法的汽轮机叶片振动可靠性分析

考虑随机因素的影响,确定汽轮机叶片固有振动静、动频率的统计特性,建立叶片避开共振时的功能函数.以汽轮机扭叶片为研究对象,在考虑几何因素、安装因素、材料因素和转速随机性的同时,将确定性有限元法、响应面方法和Monte-Carlo模拟法相结合对叶片进行振动可靠性分析.在对扭叶片复杂叶型进行有限元参数化建模和试验设计基础上,分别采用多项式响应面法和神经网络响应面法构建了扭叶片静、动频率与随机变量之间的近似关系式,并代替有限元模型,同时结合Monte-Carlo模拟技术得到静频、动频的统计特性和累积分布函数.针对叶片危险振型,在合理确定功能函数的基础上对其进行了振动可靠性分析,并以Latin Hypercube样本Monte-Carlo 模拟法计算结果作为相对精确解,对两种不同响应面法进行了对比.     

Frequency domain model reduction based on principal component analysis

A new frequency response-based model reduction technique is presented for use in the mid-frequency range. The reduction was designed to avoid the use of modal-based correlation metrics, which are known to fail in systems with high modal density. A transformation matrix based on a set of complex shapes extracted from the frequency response is used to reduce the impedance matrix to the sensor locations. The sensor locations are selected using the frequency domain effective independence sensor placement technique. Correlation measures that evaluate the test or finite element model (FEM) frequency response data directly with the reduced impedance matrix are used in the frequency domain model validation. The correlation metrics provide a consistency check between the measured response and the complete finite element model. Two numerical examples are included to illustrate the effectiveness of the new model reduction technique.     

混合动力挖掘机轴系扭振特性

建立了混合动力挖掘机轴系的有限元分析模型,对轴系前5阶模态进行了计算。计算结果表明：与传统挖掘机相比,混合动力挖掘机轴系的1阶模态频率下降了270Hz;前2阶模态的振型均为扭转振动。建立了混合动力挖掘机轴系的动力学仿真模型,对轴系的扭振特性进行了仿真研究。仿真结果表明：混合动力系统轴系存在周期性的扭振,扭角变化幅度为±0.003°,扭振频谱存在峰值,峰值频率约为48.9Hz。建立了混合动力挖掘机轴系扭振测试实验台,对不同转速下轴系的最大扭角进行了实验测试。实验结果表明：当混合动力系统轴系转速大于1100r/min时,轴系的最大扭角保持不变,约为0.003°;当混合动力系统轴系转速小于1100r/min时,轴系的最大扭角随转速的减小而增大;当轴系转速为896r/min时,轴系的最大扭角约为0.007°。