履带车辆变速箱动力学建模及耦合特性分析

变速箱是履带车辆核心部件之一,为了能够准确描述变速箱运行过程中内部的耦合特性,在建立变速箱多刚体模型的基础上,将其中箱体、传动轴及轴承柔性化,建立了变速箱刚柔耦合动力学仿真模型。以某实际工况为例,对比分析了刚性模式和刚柔耦合模式下齿轮副动态啮合力的变化规律,得到了各传动轴的载荷特性及箱体表面加速度的时频域曲线,并利用台架实验对变速箱刚柔耦合模型的准确性进行了验证。仿真过程及结果为后续履带车辆变速箱状态监测与故障诊断的研究提供了模型和理论依据。     

2K-H行星传动系统动态可视化研究

以车辆行星齿轮传动系统为研究对象,基于多体动力学分析理论和齿轮系统动力学理论构建了行星传动系统的刚柔耦合多体动力学模型。分别针对车辆在理想稳态和实际档速复杂变化两种不同的运行工况下,研究该行星传动系统的动力学特性,得到关键部件在系统传动过程中的实时动态啮合力变化情况和数值仿真结果。仿真数据与理论分析吻合较好,仿真结果与实际相符,这为面向工程应用的齿轮系统优化设计、产品开发提供了技术手段。     

主轴系统的刚柔耦合接触动力学仿真分析

以高速数控铣床主轴多体系统为例,研究了主轴刚柔耦合多体系统的输出响应的动态特性。从柔性多体动力学的基本原理出发,系统地分析了主轴系统刚柔耦合的动力学模型的原理,提出基于修正的Craig-Bampton法建立主轴系统刚柔耦合的接触动力学模型的方法。基于虚拟样机模型,综合考虑齿轮传动的时变啮合刚度、间隙、摩擦和切削力等影响动态响应的接触因素,分析出轴承结合部、驱动转速和齿轮啮合等的时变特性对主轴系统动态响应的影响。仿真结果与理论和实验分析结果相一致。该仿真算法可以有效地解决考虑多动态参数激励的主轴系统的动态响应问题。     

采煤机截割部传动系统建模与动力学分析

基于刚柔耦合多体接触动力学理论,对采煤机截割部传动系统进行了系统的研究,并以Recur Dyn为平台建立了包含传动系统齿轮,轴承和传动轴的采煤机截割部模型。考虑传动轴的柔性特性,建立采煤机截割部刚柔耦合传动系统。对系统中各零件之间接触参数进行设定,并进行动力学仿真分析,直观动态的描述了采煤机传动系统的工作过程。研究结果表明:第12对齿轮啮合力最大,其值为1 808 210. 8 N。轴4应变值最大,为0. 081。揭示了刚柔耦合系统和刚性系统在齿轮啮合力曲线及其频域信息的不同之处,为传动系统的优化设计及疲劳寿命预测提供依据。     

基于非线性接触理论的行星传动系统

基于非线性接触理论和多体动力学理论,建立了某行星齿轮传动系统的多体动力学模型,对实际运行工况下的动态性能进行仿真研究,获取了轮齿的实时动态接触力和关键部件的动态等效应力,仿真结果与理论分析吻合较好。研究表明,采用刚柔耦合多体动力学模型研究行星齿轮传动系统的动态性能更加符合实际,分析结果合理、可靠。     

基于非线性接触理论的行星传动系数

基于非线性接触理论和多体动力学理论,建立了某行星齿轮传动系统的多体动力学模型 ,对实际运行工况下的动态性能进行仿真研究,获取了轮齿的实时动态接触力和关键部件 的 动态等效应力,仿真结果与理论分析吻合较好。研究表明,采用刚柔耦合多体动力学模型 研究行星齿轮传动系统的动态性能更加符合实际,分析结果合理、可靠。     

门座起重机刚柔-机电耦合动力学研究

为了获得可信度更高的起重机动力学分析数据,提出了在刚柔耦合机械系统虚拟样机模型的基础上,综合考虑刚柔-机电耦合作用的系统建模和仿真分析方法,针对组合臂架门座起重机的变幅系统,利用ADAMS和Matlab/Simulink软件,分别建立起机械系统模型和机电传动控制系统模型,并对变幅工况进行机电一体化联合仿真,获得了速度和应力的分析数据,发现了变幅过程中动态特性受相关因素影响的真实面貌。仿真结果也证明了运用刚柔-机电耦合虚拟样机技术,可以获得与实际运行情况更为接近的载荷谱的可行性,为完成更加精确的疲劳寿命预测提供依据。     

基于刚柔耦合模型的行星齿轮机构裂纹故障研究

行星齿轮机构行星轮裂纹故障存在难以诊断的问题,为了对行星齿轮机构行星轮裂纹故障进行更好的诊断,以某型汽车行星齿轮机构为例,基于该机构刚柔耦合动力学模型,对其行星轮裂纹故障信号频谱图特点进行了研究。首先,采用SolidWorks软件,建立了行星齿轮机构行星轮裂纹故障三维模型,利用ANSYS APDL软件将模型中需要布置传感器的部位设置为柔性体;然后,在ADAMS软件中建立了行星齿轮机构刚柔耦合动力学仿真模型;之后,采用ANSYS Workbench软件,对齿轮裂纹故障进行了啮合静力学分析,建立了行星轮的裂纹故障模型;最后,通过对齿轮机构进行刚柔耦合动力学仿真分析,得出了该行星齿轮机构行星轮裂纹故障模型的信号特征。研究结果表明：在行星轮裂纹故障频谱图中,信号的峰值均与啮合频率或其倍频相对应,而啮合频率处的局部峰值均与行星轮故障频率有关。     

行星齿轮传动系统刚柔耦合建模及故障特性仿真研究

针对某型坦克行星变速箱的K3行星排,为了研究故障齿轮对行星传动系统的动态特性影响,运用SolidWorks、Adams及ANSYS软件,建立其刚柔耦合动力学模型并进行联合仿真分析,验证了刚柔耦合模型相对于纯刚体模型在时域、频域上的振动响应;通过分析危险节点应力变化曲线,得到应力极大值时刻等效应力分布云图;阐明了轮齿剥落故障产生原因并模拟故障运行,与正常状态下的接触力、加速度仿真信号对比分析,得到了轮齿剥落故障的时域、频域响应特征。仿真结果可为行星变速箱的故障机理、故障诊断技术研究提供基础依据与理论支撑。     

齿条齿轮转向系统动态仿真分析

利用Pro/E软件、ADAMS软件和ANSYS软件建立刚柔耦合的齿轮齿条转向系统模型,并对其进行动力学仿真和有限元分析;这种联合仿真分析方法可以提高设计质量和效率,具有一定的参考价值.