考虑齿轮-转子系统振动响应的最佳修形曲线研究

轮齿修形可减小齿轮静态传动误差,改善齿轮动态特性。基于现有文献,考虑基圆与齿根圆不重合,在齿廓精确建模的基础上确定齿轮的时变啮合刚度和静态传动误差。针对不同修形曲线在不同修形量下齿轮静态传动误差的变化进行分析,给出了不同修形量范围内的最佳修形曲线,并结合齿轮-转子系统动力学模型,考虑齿廓修形引起的无载荷静态传动误差,分析不同修形曲线下系统的振动特性,进一步确定不同转速下最佳修形曲线。研究结果表明通过评估齿轮-转子系统的振动特性,可更好地确定不同转速下的轮齿的最佳修形曲线。     

基于传动误差检测法的早期齿轮磨损故障诊断

摘 要：针对齿轮系统在复杂结构复杂工况下早期故障难诊断的问题,借鉴精密机械中检测齿轮安装误差和加工误差的传动误差检测法,建立含故障的二级齿轮系统传动误差信号模型,分析中间轴齿轮早期单齿齿面磨损对齿轮系统传动误差的影响及特征规律。经齿轮传动系统实验台实测信号研究结果证明：传动误差信号信噪比高,能够有效识别复杂齿轮系统中齿轮早期磨损故障。     

真实齿面的螺旋锥齿轮动传动误差研究

基于螺旋锥齿轮系统动力学、几何性质,提出了一种分析真实齿面螺旋锥齿轮传动误差的方法。该方法是基于ABAQUS软件,考虑了材料阻尼、转速、惯量等因素,进行了有弹性支撑的真实齿面的螺旋锥齿轮动传动误差分析。对比真实齿面(含齿面误差的齿面)啮合和纯理论齿面啮合的动传动误差,结果表明齿面误差对动传动误差的影响较大。改变齿轮的转速发现:转速越快,齿轮啮合初期传动误差值波动越大。加入弹性支撑系统后,动传动误差值变大且齿轮啮合前期波动更剧烈。通过研究,为螺旋锥齿轮系统的振动、噪音控制提供了一个重要的研究方法。     

星轮偏心误差对浮动式星型齿轮传动动态特性的影响

以太阳轮浮动式星型齿轮传动系统为研究对象,基于集中参数理论,建立了星型传动广义动力学模型,建模中考虑了齿轮制造偏心误差、时变啮合刚度以及间隙浮动机构等因素。采用数值解法对系统的动力学微分方程进行求解,获得了系统的受迫振动响应,利用时间历程、相平面、Poincare截面图及Fourier频谱分析了系统的动态特性。着重研究各星轮偏心误差及间隙浮动机构对星型轮系动态特性的影响规律。结果表明:星轮偏心误差增强了系统振动;不同位置、不同数量的星轮偏心误差作用,对应的系统动态响应不同;间隙浮动结构影响了系统的稳定性,不利于振动噪声的控制。     

汇流传动齿轮系统分岔与混沌研究

为研究齿轮系统中侧隙等非线性因素对汇流传动齿轮系统的影响,考虑齿侧间隙、传动误差、时变啮合刚度和布局参数的影响,建立了含有两个齿轮副的三齿轮系统动力学模型。分别从啮合刚度的相位差、激励频率和载荷比三个方面出发,研究了各个参数的变化对齿轮系统动态特性的影响。为了判别周期运动和混沌行为,采用了庞加莱映射、频谱分析和基于混沌时间序列的lyapunov指数分析手段。结果表明,在改变诸如频率比、载荷比等一系列系统参数的情况下,左右齿轮副表现出同周期运动并存、不同周期运动并存、倍周期分岔、混沌等丰富的非线性动力学行为。     

面齿轮传动啮合刚度分析与修形减振优化

为准确求解面齿轮传动的啮合刚度,基于齿轮的承载接触分析(LTCA)技术,综合考虑变位、小轮偏置、齿面修形以及安装误差,提出了面齿轮传动啮合刚度计算方法,并验证了该方法的精确性。分析了负载、变位、小轮偏置和安装误差对面齿轮传动综合啮合刚度均值和波动幅值的影响,并将LTCA技术与遗传算法相结合,建立了面齿轮传动修形减振优化模型。研究结果表明:面齿轮传动综合啮合刚度幅值波动较大,存在阶跃突变现象,但波动幅值对负载、变位、小轮偏置和安装误差并不敏感,而综合啮合刚度均值受负载、小轮偏置和安装误差影响较大,且在3类安装误差中,轴夹角误差对综合啮合刚度均值影响最大;优化小轮修形参数后使综合啮合刚度的波动幅值大幅下降,从而可有效减小面齿轮传动的振动和噪声。     

小角度空间交错轴变厚齿轮传动的啮合动态特性研究

为揭示小角度空间交错轴变厚齿轮副的时变啮合特性与非线性动态特性,在精确几何建模的基础上,建立了空间小角度交错轴变厚齿轮传动时变啮合模型,获取其时变啮合刚度与时变传动误差;考虑外部载荷与侧隙变化的影响,采用集中参数法建立了齿轮传动非线性动力学模型,对其系统非线性特征进行了仿真。结果表明外部载荷的增加直接导致了齿轮副啮合刚度、传动误差、动态传动误差和动态啮合力的增加,同时啮合刚度的增加使得系统共振频率增加;侧隙的增加使得系统在轻载下出现与单边、双边冲击耦合的突跳现象,在重载下双边冲击区域变大,动态啮合力增加。     

基于有限元法的螺旋锥齿轮传动误差研究

在传统螺旋锥齿轮传动误差分析基础上引入惯量、材料阻尼因素、齿轮支撑系统,提出螺旋锥齿轮动传动误差分析方法。通过与传统静传动误差分析结果比较,该方法能更好描述螺旋锥齿轮在啮合过程中的振动、噪音等动态性能;分析材料阻尼对螺旋锥齿轮动传动误差影响,通过对不同阻尼情况下传动误差结果比较,获得阻尼变化对传动误差变化影响规律,对螺旋锥齿轮传动过程中振动与噪音控制具有重要指导意义。     

传动可靠度约束下RV减速器加工精度等级优选方法EI北大核心CSCD

加工误差是影响RV减速器传动精度的关键因素。为评估多种加工误差对该机构的传动误差的影响机制,基于轮齿接触分析方法构建了考虑齿廓修形、加工误差和装配误差时渐开线齿轮及摆线针轮两级传动的轮齿接触方程,得到不同制造误差作用下摆线针轮行星传动误差分析模型,并评估了各种制造误差对机构传动误差的灵敏度;然后,以该灵敏度为公差等级选择依据,将RV减速器的各项加工误差表达为以公差等级IT5和IT6为基础产生的高斯分布随机数,通过随机抽样误差来分析各组误差样本下RV减速器不发生干涉的可靠度,以及传动误差分布情况。计算结果表明:针齿位置度误差、摆线轮齿距累积误差对传动误差的影响最大;渐开线齿轮偏心量误差和曲柄轴偏心量误差的影响较小;针齿半径误差的影响最小。将灵敏度较小的加工误差设为IT6,灵敏度较高的加工误差设为IT5,可得到所有加工误差均为IT5时的传动误差精度要求,其可靠度达98%且加工成本更低,从而为RV减速器加工精度选用和制造成本控制提供依据。     

基于负载与啮合特征的WN齿轮传动接触强度分析

为了探求WN齿轮传动的强度机理和失效原因, 依据WN齿轮负载传动时齿面的三维几何接触特征和弹性变形理论建立了接触强度分析模型,提出了基于WN 齿轮啮合特征的接触强度分析方法．根据啮合过程中齿面接触载荷、啮合齿轮副和接触点数的变化,利用有限元分析进行了各种状况下的齿面接触应力计算,明确了WN齿轮接触强度设计中的螺旋角、中心距误差、齿宽及重合度对最大接触应力的影响结果．研究发现,当中心距和重合度及螺旋角等变化时,WN齿轮与渐开线齿轮呈现出了完全不同的载荷特征和强度机理．     

具有误差激励齿轮副的动态响应研究

基于齿轮副的动态啮合模型，对具有误差激励的齿轮副按长，短周期从理论上研究了其动态响应特征，为改善齿轮传动的动态稳定性及齿轮副的动态设计提供了必要的理论依据。     

基于最小动态传动误差波动量的斜齿行星轮系齿轮修形研究

为抑制系统的振动和噪声,以动态传动误差波动量为指标,研究了斜齿行星轮系的齿轮修形策略。采用集中参数法建立了斜齿行星轮系的弯—扭—轴—摆耦合动力学模型,进而运用Runge-Katta法求解了各齿轮副的动态传动误差;借助Romax软件,数值仿真了轮系中各齿面的接触载荷;齿轮未修形时,轮系中各啮合副的动态传动误差波动量大、齿面载荷分布不均、存在明显的啮入啮出冲击;因此,针对该斜齿行星轮系制定了齿向鼓形、齿廓渐开线的修形策略;基于齿轮啮合原理,推导了修形函数在啮合线上的分量,并将其计入行星轮系的动力学模型,再通过数值计算,获得计入齿轮修形效应的各啮合副动态传动误差;运用响应面法拟合出齿轮修形量与啮合副动态传动误差波动量之间含交叉项的二次多项式函数,取其最小值对应的设计变量值为内、外啮合副独立修形时的最佳修形量;在此基础上,以内、外啮合副独立修形时的最佳修形量为设计变量均值,进一步拟合出斜齿行星轮系综合修形的响应面函数,并通过求解函数最小值获得轮系最佳修形量组合;最后,比较了修形前、后斜齿行星轮系的动态特性。结果表明:所提的修形方法能有效改善齿面受载状况,使各齿轮副的动态传动误差波动量降低到4μm以内。     

高速齿轮传递误差和啮入冲击的激励模拟及齿面优化修形

为了减小高速齿轮的振动与噪音,针对齿面传统修形方法中未考虑重合度影响的情况,以及仅考虑减少传动误差幅值对于高速齿轮减振降噪效果不显著的情况,提出了一种考虑重合度的齿面新修形方法,和基于几何接触分析和承载接触分析的啮入冲击力计算方法。基于智能优化算法和提出的新修形方法,建立了以冲击力和承载传动误差幅值最小的优化模型,通过多目标优化得到相应的优化修形量。实例计算结果表明:与传统修形相比,新修形能够更有效的减小承载传动误差波动和冲击力。     

利用万能工具磨刃磨滚刀

在齿轮传动中齿形误差是齿轮精度的重要指标,直接影响齿轮传动的工作平稳性,使轮齿在啮合过程中产生振动和噪声。而在影响齿形误差的各种因素中,滚刀的刃磨误差尤为重要。     

齿轮误差分析与公差建模技术研究

针对兆瓦级偏航减速器齿轮机构,考虑部分制造误差．应用公差建模理论、渐开线齿轮精度理论、轮齿接触分析及齿轮传动误差原理,建立了渐开线齿轮误尊模型．综合考虑制造误差对齿轮强度、传动精度以及减速机性能的影响,为最终确定合理的齿轮精度提供理论依据。     

三波谐波齿轮传动拍频现象的理论研究

为探讨三波谐波齿轮传动的拍频现象,分析了三波谐波齿轮传动的运动误差源及其频率特性,指出了三波谐波齿轮传动拍频现象产生的机理,从而为三波谐波齿轮传动动态性能的深入研究提供理论依据．     

KIMRAY泵在三甘醇脱水系统中的应用

在齿轮传动中齿形误差是齿轮精度的重要指标,直接影响齿轮传动的工作平稳性,使轮齿在啮合过程中产生振动和噪声.而在影响齿形误差的各种因素中,滚刀的刃磨误差尤为重要.     

等高齿锥齿轮非线性振动特性的联合求解方法

齿轮重载啮合中发生的轮齿接触损失会引起齿轮传动中的动态传递误差,动态传递误差的存在是等高齿锥齿轮非线性振动的重要原因,准确预测和计算等高齿锥齿轮传动中的动态传递误差是进一步改善这类齿轮系统振动特性的有效手段。针对某重载等高齿锥齿轮,研究了其在一定运行速度和扭矩范围内的频率响应特性;运用一种新的曲面积分与局部有限元联合求解方法求解了等高齿锥齿轮传动中的动态传递误差,从而揭示出此类传动系统振动的强非线性特性。这种方法无需将时变拟合刚度和啮合频率变量等非线性因素作为外部的激励进行求解,而是从齿轮啮合的每一时步,计算动态啮合力以及动态传递误差,最终得出等高齿锥齿轮的非线性振动特性。该方法可以精确表达轮齿几何及轮齿接触力等因素对齿轮动力学性能的影响,为等高齿锥齿轮这类复杂振动特性的传动系统提供了一种行之有效的分析方法。     

一种新的面向实际的齿轮传动设计方法

运用系统思维的观点，立足于从刀具、加工工艺到传动过程的生产－－工作系统，基于齿轮啮合原理和动态设计理论，以低振动、低噪声齿轮传动为目标，提出了一咱面向实际的齿轮设计方法，试验结果表明该方法成效显著。     

柔性壳体对变速器齿轮副动态啮合特性的影响分析

齿轮副动态啮合特性不仅受齿轮系统本身的影响,还与壳体动态性能密切相关。对变速器壳体模态进行仿真分析和实验测试,采用模态频率误差评价和模态相关分析方法,验证分析了有限元分析模型的有效性。基于多体动力学理论,构建考虑壳体弹性振动特性影响的齿轮系统耦合振动分析模型,对比分析有无柔性壳体状态的齿轮副啮合错位量、接触斑点、传动误差及动态啮合力等动态啮合特性参数。通过接触斑点实验对比分析仿真计算的接触区域,结果表明壳体弹性变形对齿轮副啮合斑点有明显影响。采取提高变速器壳体刚度的技术措施对壳体进行结构优化,优化后的齿轮副动态啮合特性显著改善。