车辆动力传动系统弯扭耦合振动模型的建立及复模态分析

以某履带车辆的多轴齿轮动力传动系统为研究对象,按照一定的简化原则建立多自由度的弯扭耦合振动力学模型,并针对弯扭耦合振动力学模型的特点,利用有限元理论与数学模型的相结合,在ANSYS中建立考虑齿轮的啮合刚度和啮合阻尼,以及轴承的支承刚度和油膜阻尼的有限元模型,对有限元模型进行有阻尼的复模态计算,并对弯扭耦合振动特性进行分析.探讨耦合模态中的振动形式以及模态参与因子和有效质量,研究齿轮时变啮合刚度和啮合阻尼对多轴齿轮动力传动系统弯扭耦合振动模态的影响情况.对齿轮传动系统进行弯扭耦合振动台架试验,将试验数据与仿真计算结果进行对比,验证了有限元模型的正确性,为进一步的动力学分析奠定了基础.     

推焦装置振动特性仿真分析与试验验证

为了研究推焦装置工作过程中的自激振动特性,采用有限元仿真的方法对推焦装置进行了模态和谐响应分析,提取出的推焦装置在x,y,z方向上的自激振动频率均为51Hz,表明推焦装置在推焦过程中发生的振动形式与第14阶模态相同.通过对现场试验采集到的振动信号进行分析发现推焦装置在x,y,z方向上的自激振动频率分别为51.06Hz,...     

齿面摩擦和啮合刚度对双渐开线齿轮传动动态特性的影响研究

针对双渐开线齿轮传动动态特性问题,通过建立双渐开线齿轮的有限元模型,综合考虑齿面摩擦与齿轮啮合刚度二因素,对双渐开线齿轮传动系统进行了有限元模态分析,运用响应曲面法研究了齿面摩擦与齿轮啮合刚度对双渐开线齿轮振动变形和模态频率的影响;选取不同模态阶数对双渐开线齿轮传动系统进行了动态特性研究,分析了不同模态阶数下双渐开线齿轮的振动变形与模态频率变化状况。研究结果表明,随着齿面摩擦因数与齿轮啮合刚度的增加,不同模态阶数下双渐开线齿轮传动系统各阶振动变形与模态频率均显著增加,齿面摩擦与齿轮啮合刚度对双渐开线齿轮传动动态特性有一定影响,在对齿轮传动系统进行动态特性研究时,必须对齿面摩擦与齿轮啮合刚度进行充分考虑。     

铝锭堆垛机传动系统齿轮的有限元模态分析

铝锭堆垛机是铝锭连铸生产线的关键设备.铝锭堆垛机的性能已经成为制约铝锭连铸生产线高效性和自动化的瓶颈技术.针对铝锭堆垛机翻转装置传动系统中齿轮受到的内部和外部激励发生机械振动的问题,研究了传动系统中齿轮的固有振动特性.通过Pro/e建立了齿轮的三维实体模型,考虑了齿轮在啮合过程中啮合力对齿轮的影响,运用有限元分析软件ANSYS对齿轮进行了模态分析,计算出了固有振动频率和模态振型,最后提出了改善齿轮振动的几点建议,为铝锭堆垛机翻转装置传动系统的振动分析和优化设计提供了重要依据.     

多激励源大型焦炉推焦装置的振动特性研究

针对大型焦炉推焦装置结构稳定性和振动特性研究领域尚无系统化研究分析的现状,提出了一套结合经验预测、理论计算、仿真分析、试验测试的振动特性研究方法。提出以电机去、回程电流数值差异为基础的推焦阻力激励估算,对推焦装置进行理论模态分析并将一阶固有频率作为干摩擦自激励特征,采用齿轮啮合频率和齿轮转频作为齿轮啮合激励特征,将轴承内圈、外圈、滚动体转频作为滚动轴承振动激励特征。结合多激励特点绘制了潜在振因时频特点表。使用加速度传感器与振动采集系统测得推焦装置振动信号,信号在经过短时傅里叶变换后体现为特定区域内的一系列基频为3.6 Hz的谐波信号。通过对振动信号时间、频率双维度的比对分析,即判定推焦装置振动的主要原因为干摩擦引起的摩擦自激振动。振动原因的确定将为进一步减振措施研究提供理论依据。     

少齿数齿轮传动系统动态特性分析

针对少齿数齿轮在啮合过程中发生受迫振动问题,采用基于模态叠加法的谐响应分析技术,采用Pro/E软件对少齿数齿轮传动系统进行三维建模,利用有限元分析技术对少齿数齿轮传动系统的动态特性进行了研究。基于模态分析理论,求解得到少齿数齿轮传动系统的固有频率和振型,结果表明,第2阶和第4阶模态振动对轴承安装部位影响最大。     

考虑双因素耦合的焦炉推焦设备振动机理研究

6.25m捣固型焦炉成套设备是我国超大型焦炉成套装备。其装备的核心部件为推焦设备,其功能是将红炭从炭化室推出。在实际推焦过程中,推焦杆经常会产生剧烈振动,这不仅会影响推焦设备的正常工作,而且会引起煤饼坍塌、炭化室底面砖面松动、炭化室与燃烧室串漏等严重危害。利用虚拟样机技术和实验技术相结合的方法,通过建立推焦设备模型来模拟推焦过程。通过比较实际振动测试信号与仿真振动信号来验证推焦模型的正确性,再利用推焦设备模型分析了双因素耦合作用下推焦设备振动的原因。证明得到:齿轮齿条啮合是推焦设备在推焦过程中振动的激发原因;推焦阻力是加剧振动的主要原因;摩擦力和速度变化也是加剧振动的重要因素;焦炭的成熟度以及石墨的润滑也影响着推焦装置的振动。针对以上分析结果,提出了一些有效的减振措施。     

刚柔耦合的齿轮传动系统动力学特性分析

为了进行齿轮传动系统的振动分析,利用三维建模软件建立了齿轮传动系统的刚体模型;利用有限元分析软件,通过生成模态中性文件建立了系统的柔体模型;并借助机械系统的动力学分析软件,对两种不同的模型进行了动态特性分析。两种模型综合考虑了传动系统中传动轴和支撑轴承的弹性以及箱体的刚度和阻尼对系统动态特性的影响,比较了不同模型下啮合齿轮的速度、啮合力和加速度的动态响应特性。仿真分析结果表明柔性体模型的仿真结果与实际更加接近,因此,把齿轮传动系统中的轴和齿轮作柔性化处理后再进行虚拟分析的动力学仿真更具有实际意义。     

6.25m捣固型焦炉设备振动疲劳的可靠性分析

推焦杆振动是6.25m捣固型焦炉设备在推焦过程中常见的一种现象,导致推焦杆过快出现机械疲劳,寿命也会大幅度缩短.通过仿真试验模拟推焦杆振动形态,分析结果认为自激振动是导致推焦杆机械疲劳的原因之一.针对引起机械振动的原因,提出定期检查和校对联轴器对中,保证齿轮齿条啮合中心距恒定等优化建议,为延长推焦装置寿命,保证6.25m捣固型焦炉设备使用效果提供一定帮助.     

铝锭堆垛机传动系统齿轮的有限元模态分析

研究了铝锭堆垛机翻转装置传动系统中齿轮的固有振动特性,运用有限元分析软件ANSYS对齿轮进行了模态分析,计算出了固有振动频率和模态振型,为齿轮传动系统的动态响应计算和分析奠定了基础。通过有限元法分析了传动系统各个齿轮的固有振动特性,用有限元分析软件ANSYS计算出了齿轮的各级模态频率和振型,为传动系统的齿轮动态设计提供了参考,也为诊断齿轮传动系统故障提供了一种方法。     

带式啮合介质齿轮传动动力学性能分析

针对带式啮合介质齿轮传动中存在的动力学性能问题,首先建立了考虑齿轮啮合刚度、误差激励、介质带阻尼等参数的带式啮合介质齿轮传动系统简化振动模型,然后利用Solidworks软件对带式啮合介质齿轮传动系统进行了实体建模,最后导入ANSYS有限元分析软件对该模型进行了动力学性能分析仿真。研究结果表明：介质带的存在没有改变齿轮传动过程中的应力变化规律;带式啮合介质齿轮传动相比普通渐开线齿轮传动,其振动幅度减小,振动周期增大,介质带的存在改变了传动系统啮合刚度和啮合阻尼,起到了减振降噪的作用。     

闭式齿轮传动系统内部动态响应的有限元法预测

针对闭式齿轮传动系统动态分析理论求解复杂,试验方法只能测得表面振动数据的问题,对某二级行星减速器进行三维建模生成有限元模型,完成有限元模态分析;通过模态试验,验证了模拟的正确性;利用ANSYS瞬态动力学分析的完全法(full),考虑时变啮合刚度、综合啮合误差、齿侧间隙及阻尼比等非线性因素的影响,实现了动态模拟和台架试验对比.研究结果表明:有限元法所得前六阶固有频率与试验结果接近,频率最大误差为8.12％,振型吻合;动态模拟结果与台架试验测得的振动加速度平均值误差较小,振动规律基本一致.以此为依据,获取了输入端与输出端的振动加速度和齿圈啮合点应力变化曲线,与工程实际相符,有限元预测方法可弥补试验法在分析内部振动响应方面的不足.     

人字齿轮传动系统动力学建模与仿真分析

以某人字齿轮传动系统为研究对象,提出了一套齿轮系统级动力学建模和仿真分析的方法.基于有限元节点法建立考虑刚性转子-轴-轴承-齿轮啮合作用的动力学模型,分析系统的共振转速,与实验结果进行对比,验证了有限元节点法模型的可靠性和局限性;基于节点法齿轮啮合作用建模方法建立三维有限元模态分析模型,分析了齿轮系统的固有频率和振型;...     

人字齿轮齿条传动机构的建模与模态分析

人字齿轮齿条传动机构是齿轮传动系统中很重要的一种,其自身的良好结构决定了其具有传动准确、运动平稳、传递效率高的特点。在Pro/E软件中建立了人字齿轮与人字齿条的实体模型,装配该机构并进行运动仿真,观察了其运动性能;运用ANSYS Workbench软件将导入后的人字齿轮齿条传动机构进行动力学分析中的模态分析,分别进行了零约束条件下和约束条件下的模态分析,研究了该传动机构的振动特性。     

行星传动系统振动信号数学模型及特征频率分析

在行星传动系统振动信号频谱中,存在类似于定轴齿轮传动系统故障信号的调制边带。为了研究行星齿轮传动系统的振动机理,深入研究行星齿轮啮合过程振动信号的传递特点,通过试验与仿真,分析验证了齿圈固定式行星齿轮箱振动信号受传递路径影响的变化规律,结合行星齿轮啮合过程中啮合力的周期性变化影响,推导了行星齿轮传动系统振动信号数学模型。通过仿真分析了两种不同结构类型行星齿轮传动系统振动信号的频谱特性,并分析了啮合频率周围调制边带产生的原因。最后进行了风电齿轮箱的现场测试,通过分析实测振动信号验证了所建立数学模型计算结果的正确性。     

基于势能原理的铰接支撑齿条-齿轮时变啮合刚度解析计算

齿轮齿条传动是一种重要的机械传动方式,其内部时变啮合刚度是一种主要的激励源,对系统振动噪声水平有着重要影响。针对齿轮齿条时变啮合刚度高效、准确的解析计算问题,提出了一种基于势能原理的铰接支撑齿条与齿轮啮合刚度解析计算方法,计算获得了不同参数下的齿轮齿条时变啮合刚度,并利用有限元法验证了建立的解析计算模型的正确性。同时,利用建立的解析计算方法分析了垂向间隙、压力角、齿条长度等参数对齿轮齿条时变啮合刚度的影响规律。结果表明,建立的解析计算方法能够准确计算齿轮齿条时变啮合刚度,为齿轮齿条传动系统动态特性分析提供了理论支撑。     

间隙误差条件下辊轧机传动系统动态特性分析

基于齿轮系统动力学及非线性系统动力学理论,建立了考虑时变啮合刚度、综合啮合误差以及齿侧间隙等因素的叶片辊轧机传动系统的非线性动力学模型。采用数值积分方法对含间隙非线性微分方程组进行了求解,研究了齿侧间隙对辊轧机传动系统的动态特性影响。研究表明:齿侧间隙增大使系统由简谐振动进入混沌振动;传动系统啮合状态由双边冲击转为单边冲击,且间隙的增加对上轧辊一级齿轮-齿条以及二级齿轮-齿条啮合动态响应影响较大,对下轧辊齿轮-齿条啮合动态响应影响较小。     

齿轮齿条钻机起升系统啮合特性分析

齿轮齿条钻机起升系统采用超静定结构设计,在下钻和起升过程中,由于载荷的不对称性影响齿轮齿条啮合运动的同步性,因此对不对称荷作用下的齿轮齿条啮合特性分析研究非常重要。以齿轮为研究对象,通过ABAQUS进行齿轮齿条啮合有限元分析的基础上,利用ADAMS和Solid Works联合仿真的方法,对不同类型载荷作用下的齿轮齿条啮合同步性进行了系统地研究,并进一步对各齿轮进行了强度校核。通过计算分析得出,不对称载荷偏向一边的齿轮受力明显大于另一侧,但仍在许可范围内,不过考虑到疲劳因素的影响,仍需增加齿轮强度。     

钢/塑齿轮组合行星传动的振动特性

为了深入了解钢质行星齿轮传动系统引入塑料齿轮后的振动特性,建立钢/塑齿轮组合行星传动的动力学分析模型和试验模型,对SNS、SSS、SSN和NSS四种钢/塑齿轮组合行星传动的振动特性进行理论分析与试验研究,分析组合方式对行星传动振动特性的影响。数值仿真与试验研究结果表明:塑料齿轮的引入对行星齿轮传动的振动特性影响很大,显著地减小了太阳轮与行星轮和内齿圈与行星轮的啮合动载荷;有效地抑制了行星齿轮传动的齿轮啮合频带振动和高频带振动;组合方式对行星齿轮传动的振动特性影响显著,合理地采用钢/塑齿轮组合行星传动结构可以极大地降低啮合动载荷,从而有效地抑制传动系统的振动和噪声。     

行星齿轮传动系统平移-扭转模型及计算

振动是行星齿轮传动系统的一个重要特性,它直接关系到传动的平稳性和系统的可靠性。为了避免系统运行时产生共振现象,研究动态特性,进行固有频率分析非常重要。文章首先根据系统的运动特性,通过受力分析,建立了行星齿轮传动系统的平移-扭转动力学模型,通过理论计算求解其模态和振型,分析了系统的振动情况。然后利用Pro/E建立了行星齿轮传动系统模型,在ABAQUS软件里面进行有限元仿真分析,利用Block Lanczos方法对系统进行模态分析,提取了系统的固有频率和振型图。结合有限元仿真结果与理论计算结果,分析了系统振动产生的主要部位,同时也为系统结构性能的改善和后期的优化设计提供了依据。