考虑挤压油膜的齿轮系统非线性动力学

在研究分析了轮齿间油膜的动力学性能的基础上,提出了把此油膜看成是一个质量－弹簧－阻尼系统的假设,并运用弹流理论,分析了油膜厚度和油膜等效刚度,建立了相应的动力学模型和运动微分方程,对运动微分方程进行了计算和分析,并比较了有油膜和没有油膜的齿轮动力学系统的动态响应的差异。     

含间隙和时变刚度的齿轮系统非线性动力学模型的研究

在研究分析了轮齿、齿轮轴的弹性变形、时变刚度、齿侧间隙、油膜等非线性因素基础上,提出了考虑轮齿弹性振动和单双齿啮合区变化的齿轮机构多体弹性非线性动力学模型.     

考虑摩擦动力学特性的TI环面蜗杆传动弹流润滑分析

综合考虑时变啮合刚度、传递误差和粗糙峰摩擦因数的影响,基于载荷分担理论和动力学理论建立了TI环面蜗杆传动副简易动力学模型,将摩擦动力学特性考虑到线接触弹流润滑理论(EHL)中,求解获得啮合周期内轮齿的啮合力与摩擦力变化趋势,绘制了不同参数下油膜压力和油膜厚度的分布情况。计算结果表明,低速时,啮入端的轮齿啮合力和摩擦力均大于高速时的啮合力和摩擦力;螺旋角增大,啮入端和啮出端的轮齿啮合力都明显增大;轮齿摩擦力随转速变化较小。最大摩擦力值降低,可提高蜗轮副传动寿命;轮齿啮合刚度对油膜压力和油膜厚度的影响最大,轮齿啮合力和粗糙峰摩擦因数影响较小。     

含间隙和时变啮合刚度的渐开线齿轮副齿廓修形研究

在研究分析了轮齿和齿轮轴的弹性变形以及时变刚度、齿侧间隙、油膜等非线性因素的基础上,提出了考虑轮齿弹性振动以及单双齿啮合区变化的齿轮机构多体弹性非线性动力学模型。应用GEAR方法对建立的齿轮机构非线性动力学模型进行数值分析,研究了齿廓修形对齿轮机构动态响应的影响。     

平底从动件凸轮机构考虑动态弹流润滑油膜时动力响应的研究

在分析研究了平底从动件凸轮机构中凸轮与从动件之间的油膜的动力性能的基础上,提出了把此油膜看成是存在于凸轮与从动件之间的一个质量—弹簧—阻尼系统的假设,建立了相应的动力学模型和运动微分方程,并运用弹流理论和凸轮机构动力学,对油膜厚度、油膜等效刚度和考虑油膜影响的平底从动件凸轮机构的动力响应进行了计算和分析,所得到的动力响应变化对于设计高速凸轮机构具有较大的实用价值。     

含间隙和时变刚度的齿轮机构振动特性分析及实验研究

以齿轮系统动力学和非线性动力学理论为基础,针对齿轮机构时变啮合刚度和齿侧间隙耦合作用的具体特点,并考虑油膜挤压刚度,提出了基于轮齿弹性振动及单、双齿啮合区变化的齿轮机构多体弹性非线性动力学模型,用GEAR方法对其在某些参数域中进行了非线性振动研究,得出不同的参数对齿轮机构动力学特性的影响,并提出了实验方案。     

挤压油膜阻尼器-滚动轴承-转子耦合系统的非线性响应分析

为了研究转子系统非线性动力学响应,建立了挤压油膜阻尼器-滚动轴承-转子耦合系统动力学模型。在转子系统模型中,考虑了转子、滚动轴承及挤压油膜阻尼器之间的相互耦合作用,并充分考虑了滚动轴承的间隙、非线性赫兹接触和挤压油膜阻尼器非线性油膜力等。运用数值积分方法分析了转子转速、支承刚度以及挤压油膜阻尼器油膜间隙对系统动力响应的影响,并结合分岔图、频谱图、Poincaré映射图和轴心轨迹图分析了转子系统的非线性动力学响应。结果表明:转子系统当转速较高、支承刚度较大或挤压油膜阻尼器油膜间隙较大时,转子系统容易出现拟周期运动。     

系统刚度对行星齿轮传动振动特性影响研究

为了分析齿轮啮合刚度、支承刚度对行星传动系统振动特性的影响,建立了基于人字齿行星传动的平移一扭转耦合的动力学模型.在动力学模型中,每个运动构件假定有3个自由度,同时考虑各构件的支承刚度、轮齿时变啮合刚度等影响因素.根据各构件的运动方程建立传动系统的动力学微分方程,并对其进行特征值问题求解,获取行星传动系统振动特性.     

基于啮合特性的弧齿锥齿轮动力学研究

为了改善弧齿锥齿轮的振动特性,通过轮齿承载接触分析计算时变啮合刚度激励;再根据轮齿接触分析、载荷分配系数和啮合冲击模型近似计算出啮入冲击激励。应用集中质量法建立弧齿锥齿轮弯-扭-轴耦合的8自由度动力学模型。推导其运动微分方程,并进行了消除刚体位移和量纲归一化处理。采用变步长四阶龙格-库塔法(Runge-Kutta)求解,从而得到系统的振动响应。分析了传动误差幅值和重合度对齿轮副振动的影响。结果表明,传动误差的增大,振动也随之增大,增大设计重合度,能够减小振动。     

谐波齿轮啮合刚度的有限元分析

谐波齿轮啮合刚度计算是其动力学分析的基础。基于有限元加载接触分析原理,结合谐波齿轮的静态及动态接触特点,以单个轮齿啮入-啮出过程中的不同位置为研究对象,选取接触位置离散点,对各离散点的啮合数据进行提取分析,得到了单个轮齿不同啮合位置的单齿刚度曲线及综合啮合刚度曲线。并与已有研究成果进行了对比,验证了该方法的正确性,为研究谐波齿轮传动的动力学特性提供了依据。     

行星齿轮油膜浮动均载特性分析

用有限差分法求解二维Reynolds方程,得到了行星齿轮油膜压力分布、偏位角、偏心率的数值解;导出了油膜刚度表达式并给出了选取最佳半径间隙及计算均载系数的方法;分析了行星齿轮油膜浮动均载机构的特性及应用。     

两级三环减速器油膜浮动减振机理的研究

本文介绍了两级三环减速器的结构和工作原理以及油膜浮动均载原理 ,依据振动理论 ,建立了三环减速器环板的振动微分方程 ,导出了工作过程中的位移响应 ,分析了油膜浮动减振机理 ,给出了两级三环减速器油膜浮动的实验结果 ,为改善三环减速器的工作性能提供了有效手段     

双压力角非对称齿廓渐开线齿轮的振动分析

基于非对称渐开线圆柱齿轮传动时的啮合机理和齿轮系统动力学。同时考虑到齿轮系统时变啮合刚度和静态传递误差的影响，建立了齿轮动力学模型，利用数值积分和数值仿真方法对其进行了非线性振动研究。比较了标准齿轮与非对称齿轮的振动特性，分析了齿轮系统各参数对系统动态特性的影响。仿真结果对考虑动载荷情况下的油膜厚度计算提供了基础数据，为进一步研究非对称渐开线的各种特性提供了理论依据。     

Oil Film Stiffness of Double Involute Gears Based on Thermal EHL Theory

Lubrication failure is one of the main failure forms of gear failure.Time varying meshing stiffness is an important factor affecting the dynamic behavior of gears.However,the influence of oil film stiffness is usually ignored in the research process.In this paper,according to the meshing characteristics of double involute gears,based on the non-New-tonian thermal EHL theory,a new calculation method of normal and tangential oil film stiffness for double involute gears is established by the idea of subsection method.The oil film stiffness difference between double involute gears and common involute gears is analyzed,and the influence of tooth waist order parameters,working conditions,and thermal effect on the oil film stiffness are studied.The results reveal that there are some differences between normal and tangential oil film stiffness between double involute gears and common involute gears,but there is little dif-ference.Compared with the torque,rotation speed and initial viscosity of the lubricating oil,the tooth waist order parameters have less influence on the oil film stiffness.Thermal effect has a certain influence on normal and tan-gential oil film stiffness,which indicates that the influence of thermal effect on the oil film can not be ignored.This research proposes a calculation method of normal and tangential oil film stiffness suitable for double involute gears,which provides a theoretical basis for improving the stability of the transmission.     

冷却塔风机齿轮失效的弹性流体润滑分析

针对大型冷却塔风机的减速器齿轮失效情况,在校核了圆柱和圆锥齿轮的设计强度的基础上,应用弹性流体润滑的理论,根据可压缩流Reynolds方程所建立的膜厚公式,计算出齿面润滑油膜厚度,并据此研究了工作中的齿轮润滑状况和齿面损伤机理,确定齿轮过早失效的主要原因不是由于齿轮的设计强度不足,而主要是无法在齿面间形成有效油膜,齿轮工作中两齿面有直接接触现象造成,分析出失效的原因是齿轮的润滑不良。并提出相应的解决办法和改进建议,可作为齿轮传动设计和故障分析的参考依据。     

圆弧齿2K-V减速器的动力学建模

主要分析了圆弧行星齿轮的时变啮合刚度和渐开线行星齿轮的啮合刚度。并建立了2K—V型圆弧针轮减速器的动力学建模，结合实例求解变系数微分方程，获得系统的固有频率。最后通过动态特性试验验证了所建模型的正确性。     

风电行星齿轮系统变载荷激励动力学模型及其响应特性

针对风电行星齿轮系统变载变速的运行特点,通过分析系统构件为刚体和弹性体时的受力情况,应用运动合成原理,提出了变载荷激励下行星齿轮系统动力学模型的建立方法,并推导出系统的运动微分方程。在此基础上,分析了行星齿轮系统的内外部激励因素及其对系统动载荷和动载系数的影响机理。计算并分析了某MW级风电行星齿轮系统的动态响应,结果表明：系统的时变啮合刚度和时变轴承刚度主要影响响应频率的数值大小和系统的振动能量;外部变载荷使响应频率中存在明显的低频成分,并影响各阶振动间的能量分配;齿轮啮合力的动载系数主要受到外部变载荷的影响,而轴承力的动载系数同时受到系统内部激励和外部激励的影响。研究结果为风电齿轮箱的疲劳寿命分析和动态优化设计奠定了基础。     

基于CFD的齿轮泵实际最优端面间隙确定方法

齿轮泵端面间隙是内泄漏和黏性摩擦损失最重要的影响因素,其大小主要由浮动侧板背面高压油压紧力与其所受端面油膜反推力平衡状态确定。针对某型号齿轮泵,考虑了端面间隙、油液含气量和油液蒸发等因素对反推力压力分布的影响,采用CFD方法计算获得常用工况下5组给定端面间隙对应的端面油膜反推力,由最小二乘法拟合得到间隙小范围变化时的端面油膜平均反推力线性化方程,求解现有总功率损失最小条件下最优端面间隙值,将其代入端面油膜平均反推力方程,反解出浮动侧板背面所需高压油压紧力。据此,通过调整浮动侧板背面高压区形状,使齿轮泵的实际端面间隙在常用工况下处于最优值。对实际工程中确定齿轮泵最优端面间隙具有重要的参考价值。     

变风速运行控制下风电传动系统的动态特性

基于齿轮系统动力学的方法对风电传动系统进行研究。运用基于自回归模型的线性滤波法(Auto-regressive,AR)建立的风速模型对实际风场的随机风速进行模拟;根据风力发电机在实际情况中的运行控制策略获得风力发电机齿轮传动系统的时变输入转矩激励;综合考虑风力发电机齿轮传动系统中各个齿轮副的时变啮合刚度、各个滚动轴承的刚度、各个轮齿综合啮合误差等内部激励,采用集中参数质量法建立风力发电机齿轮传动系统的耦合动力学模型;在此基础上建立风力发电机齿轮传动系统的动力学微分方程并进行仿真计算,分别求解风力发电机齿轮传动系统的固有频率、振动响应、动态啮合力和滚动轴承动态轴承力。研究结果为风力发电机传动系统的动态性能优化设计和可靠性设计奠定了基础。