高速齿轮轴系统的动态特性分析

高速轴的固有特性和其质量不平衡响应严重影响高速齿轮箱的运行工况和使用寿命。针对高速齿轮轴建立了系统多分布质量模型,采用传递矩阵法,分析了轴系的固有频率及其不平衡响应,得到转子本身及转子支撑系统的固有特性以及轴系在相同位置、不同工况下的不平衡响应。通过分析各种情况下不平衡响应的特性,考察轴系上齿轮啮合点处的不平衡响应,进而反应齿轮啮合点处的工作情况,为高速齿轮箱的设计制造提供依据。     

多级人字齿齿轮传动振动特性有限元分析

采用三维实体单元有限元法,建立多级人字齿齿轮传动系统有限元模型,根据转子动力学基本理论和齿轮啮合原理,计算了考虑齿轮啮合接触的齿轮系统的固有频率和模态。研究轴承支撑刚度、Rayleigh阻尼对该齿轮转子振动特性的影响。运用此方法可以在多级人字齿齿轮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。     

船用齿轮箱动响应的有限元分析与计算

采用MASTA软件与ANSYS软件相结合的方法,对箱体进行子结构分析,利用凝聚节点实现了传动系统和箱体的耦合连接,建立了大功率船用齿轮箱系统的动力学分析耦合模型。在对齿轮啮合刚度激励、传递误差激励和啮合冲击激励分析计算的基础上,对齿轮传动系统相啮合齿轮的动态啮合力进行了分析计算。并将该动态啮合力进行转换得到轴承处的动态力,施加在相应的凝聚节点上,对齿轮箱体的动响应进行了分析。     

星型齿轮箱动响应的分析与计算

采用MASTA软件与ANSYS软件相结合的方法,通过子结构分析和凝聚节点的作用,实现了星型齿轮传动系统和箱体的耦合连接,建立了大功率星型齿轮箱系统的动力学耦合模型,在对齿轮啮合刚度和传递误差分析计算的基础上,对齿轮传动系统相啮合齿轮的动态啮合力进行了分析计算。并将该动态啮合力进行转换得到轴承处的动态力,施加在相应的凝聚节点上,对齿轮箱体的动响应进行了分析,获得了任意点处的位移、速度和加速度。     

3MW风电齿轮箱的动力学分析

建立了3MW风电齿轮箱的动力学模型,以齿轮系统的传动误差为激励源,分别求得了由第一级和第二级齿轮啮合传动误差引起的加速度响应,并对其模态柔度进行了分析。通过对系统的共振性能进行详细分析,表明系统的振动峰值是由于第二级齿轮啮合频率和系统的第18阶和第19阶固有频率发生共振引起的。对风电齿轮箱的动力学分析及进一步的优化设计具有一定的参考和帮助。     

圆弧齿面齿轮的动力学模态分析

基于齿轮啮合理论和Pro-e软件建立了动力学模态分析的三齿模型,然后应用ANSYS软件进行了动力学模态分析,通过分析从而得到了航空圆弧齿面齿轮的近似固有频率和主振形,为避免传动中出现共振现象提供了依据.     

试验用齿轮箱轴系耦合振动有限元模态分析

由于齿轮传动系统中各转子间的运动相互联系、相互影响、相互作用,使齿轮传动系统的振动特性有别于单轴齿轮系统。在有限元分析软件ANSYS中建立齿轮-转子-轴承耦合系统振动模型,计算该系统的固有频率、振型云图,为后续的整机系统振动响应分析作铺垫。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。     

基于拉格朗日方法的行星齿轮动特性研究

基于动力学拉格朗日法推导了齿轮系统的特征方程,并对其固有频率和模态进行了分析计算.随后就行星齿轮的各阶固有频率对行星齿轮转动惯量和啮合刚度的灵敏度进行了具体计算分析,得到各阶固有频率随转动惯量和啮合刚度变化的变化规律,为下一步行星齿轮的动态设计提供理论指导.     

齿轮传动系统建模与动态响应特性分析

针对齿轮箱的动力学响应特性进行了研究,探究了齿轮传动系统的动力学建模与动态响应计算分析的问题。以集中参数法建立齿轮传动系统的一维有限元模型,利用铁木辛柯梁原理和材料力学理论建立轴系的全自由度刚度矩阵和质量矩阵,由给定的模态阻尼系数确定系统的阻尼矩阵。考虑由于齿轮耦合和轴承刚度的影响,建立附加刚度矩阵。将由齿轮副啮合传递误差和动态啮合刚度计算获得的动态啮合力作为激振力代入动力学方程,采用动柔度法计算轴承处的动态响应。利用上述原理对某型号齿轮箱的动态响应特性展开分析,计算了其轴承处的加速度响应,并与台架试验测试结果进行对比,两者结果一致性较好,验证了本套建模理论的可靠性,为齿轮箱设计初期阶段的优化提供了理论依据。     

大型风电齿轮箱耦合固有特性仿真分析

风电齿轮箱是风电机组的重要组成部分,其振动特性会影响整个机组的运行,因此研究齿轮箱系统的固有特性具有重要意义。在大型风电齿轮箱三维实体模型的基础上,采用弹簧模拟轴承的方式把传动系统和箱体耦合起来,建立该齿轮箱齿轮—传动轴—轴承—箱体系统耦合非线性动力学有限元模型,运用Lanczos法对齿轮箱系统进行耦合模态分析得到系统固有频率和固有振型。通过计算齿轮啮合频率分析得出齿轮箱系统在高阶振型中产生共振现象,为大型风电齿轮箱的优化设计提供理论依据。     

高速旋转状态下的齿轮非线性模态分析

建立齿轮在高速旋转状态下的三维有限元分析模型,模拟某履带车辆传动系统齿轮旋转过程的实际工况,进行非线性模态分析,精确计算其在高速旋转时的应力-应变特性,得到齿轮非线性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,所得结果既反映了动力学性能,又为系统的进一步动力学修改、噪声控制以及优化设计提供了有力的依据.     

基于刚柔耦合的行星齿轮减速器减振降噪研究

针对某精密行星齿轮减速器的振动噪声问题,通过Romax Designer软件建立刚柔耦合动力学模型;并对减速器箱体进行模态分析,提取箱体的前六阶约束模态振型和固有频率,确定产生噪声的共振频率点;同时分析了齿轮传动误差、齿轮时变啮合刚度等激励的特性.提出通过齿轮修形降低减速器内部动态激励进而减小振动和噪声的方法,并使用L...     

Analysis of the effects of surface pitting and wear on the vibration of a gear transmission system

A comprehensive procedure to simulate and analyse the vibrations in a gear transmission system with surface pitting, wear, and partial tooth fracture of the gear teeth is presented. An analytical model was developed where the effects of surface pitting and wear of the gear tooth were simulated by phase and magnitude changes in the gear mesh stiffness. Changes in the gear mesh stiffness were incorporated into each gear-shaft model during the global dynamic simulation of the system. The overall dynamics of the system were evaluated by solving for the transient dynamics of each shaft system simultaneously with the vibration of the gearbox structure. In order to reduce the number of degrees-of-freedom in the system, a modal synthesis procedure was used in the global transient dynamic analysis of the overall transmission ststem. An FFT procedure was used to transform the averaged time signal into the frequency domain for signature analysis. In addition, the Wigner-Ville distribution was also introduced to examine the gear vibration in the joint time-frequency domain for vibration pattern recognition. Experimental results obtained from a gear fatigue test rig at NASA Lewis Research Center were used to evaluate the analytical model.     

齿轮系统耦合振动响应的预估

首先用有限元法和误差近似等效方法模拟了齿轮啮合时的三种激励；然后用有限元法建立了包含齿轮副、传动轴、轴承和箱体的齿轮系统完整的动力学模型，反映了传动系统和结构系统的耦合效应；并在工作站上用I-DEAS软件预估了在齿轮动态激励下齿轮箱的动态响应；最后对实际减速器进行了实验研究，得到了齿轮箱表面法向振动速度，并与有限元计算结果进行了比较，吻合良好。为低振动高速重载齿轮系统的设计奠定了良好的基础。     

基于LMS工作模态测试的齿轮箱性能分析

基于LMS测试分析系统,对某试验齿轮箱进行工作模态测试和分析;采用最小二乘复频域法对齿轮箱各阶模态进行参数识别,并对工作模态分析过程中额外输入峰进行了辨识,剔除了谐波引起的虚假模态;通过对测试结果进行分析及讨论,发现齿轮安装偏心导致齿轮啮合频率及其谐波的分布;根据各阶模态振型的特性,对齿轮箱运行状况进行评价,提出对该齿轮箱结构设计的改进措施.     

基于KISSsoft的齿轮修形优化设计

以风电齿轮箱高速级齿轮传动为研究对象,利用KISSsoft软件进行齿轮修形优化设计。通过对比高速级齿轮原有单一目标齿轮修形设计及多目标修形优化两种状态下的计算结果,得出以提高齿面接触、齿根弯曲强度和齿面抗胶合能力,减小传递误差及改善齿面载荷分布的多目标修形设计可以有效地提高齿轮强度,改善啮合质量,降低齿轮传动振动和噪声。     

汽车变速箱齿轮系统噪声计算方法的研究

针对汽车变速箱齿轮系统工作时的噪声问题,提出了一种定量计算变速箱齿轮系统噪声的方法,求解了该系统的振动方程,并利用Kato方程量化了变速箱齿轮系统的噪声主要来源,重点研究了在不同声源辐射模型下变速箱齿轮系统噪声的声功率大小。试验证明,该方法可较准确地对变速箱齿轮系统所产生振动噪声进行定量计算,为变速箱齿轮系统的降噪及优化设计提供了依据。     

电动汽车变速箱齿轮修形技术研究

电动汽车变速箱是电动汽车噪声的主要来源。为减小变速箱斜齿轮由于弹性变形和制造误差引起的啮合冲击,使变速箱传动平稳及改善啮合噪声,有必要研究齿轮修形技术。利用Pro/E软件建立斜齿轮的参数化模型并导人到ANSYS Workbench中进行接触有限元分析,并对3种修形方案的接触应力进行比较。结果表明:斜齿轮副采用合理的修形方案可以降低最大接触应力峰值,消除啮合冲击,同时提高变速箱齿轮传动的平稳性。     

基于齿背接触刚度的高速斜齿轮瞬态振动特性

为了分析基于齿背接触刚度的高速斜齿轮瞬态振动放大特性,针对高转速瞬态工况下斜齿轮齿面啮合-脱啮-齿背接触的齿面实际承载接触状态,建立了同时考虑啮合时间与齿面振动位移耦合机理的斜齿轮动态啮合刚度。在细化考虑齿背啮合机理、基于齿背实际啮合刚度的模型基础上,进一步建立斜齿轮啮合型瞬态振动模型,并在此基础上展开不同齿侧间隙以及齿背接触对系统瞬态振动特性影响分析研究。搭建封闭功率流式斜齿轮瞬态扭转振动测试试验台,对基于齿背接触刚度的斜齿轮瞬态振动特性进行了验证。该研究具有较好的理论研究意义,有利于斜齿轮传动系统在航空传动、新能源传动系统上的应用推广,进一步提升高转速齿轮系统的瞬态振动噪声品质。     

考虑齿轮传动影响的高速动车组电机吊架载荷及动应力研究

针对CRH3型高速动车组电机吊架焊接结构,结合有限元法和刚柔耦合多体动力学法建立考虑齿轮传动系统的啮合振动的高速列车动车整车动力学模型,仿真计算得到电机吊架在列车加速和匀速运行工况下的动载荷;利用准静态应力法计算两种工况下电机吊架上危险节点的动应力,通过对比吊架上危险节点动应力的模拟计算结果和线路实测结果研究齿轮传动系统的啮合振动对车辆运行中电机吊架所受载荷及其上危险位置动应力的影响。结果表明:在齿轮传动系统啮合振动的影响下,电机吊架的动载荷及其结构危险节点的动应力显著增大,垂向振动加剧,而且动应力仿真结果与线路实测结果更接近。因此,在对高速列车结构件进行动应力仿真时,为了更准确地仿真结构振动对动应力仿真结果的影响,应该在结构件弹性化的基础上,同时考虑齿轮传动系统啮合振动的影响。