直齿圆柱齿轮动力学特性分析与ADAMS仿真研究

在考虑时变啮合刚度、啮合阻尼、齿面摩擦等因素的基础上,采用集中参数法建立了圆柱齿轮传动系统平移-扭转耦合动力学模型。根据齿轮箱设计参数,使用龙格-库塔法求得各齿轮的振动位移,计算了齿轮副的动态啮合力。并在Adams中建立齿轮传动系统的多体接触动力学模型并进行仿真,获得齿轮啮合传动过程中的动态啮合力和振动位移、振动速度。通过台架试验,测量齿轮传动系统的振动加速度,采用数值积分计算振动速度和位移,并分析其振动特性。结果表明,在齿轮的振动速度与位移方面,集中参数求解结果与实验数据具有良好的一致性;啮合力方面两种方法均得到与理论计算值一致的结果,验证了采用两种方法对比分析研究方法的可行性。     

RV减速器传动系统动力学特性分析

为深入研究工业机器人用RV减速器动力学特性,采用集中参数法,综合考虑啮合阻尼、时变啮合刚度以及综合啮合误差,建立了RV传动耦合扭转动力学模型,通过数值解法对建立的动力学方程进行求解,得到其振动位移、振动角速度响应及各齿轮副动态啮合力。基于UG与ADAMS建立RV减速器动力学模型,进行仿真分析实验,验证动力学模型的正确性。通过改变啮合刚度分析了啮合力的变化,随着啮合刚度的增加,在一定范围内,传动过程中的啮合力更加稳定,为RV减速器的故障诊断和优化设计奠定基础。     

变参数对少齿差行星减速器振动特性影响及实验

建立了一种综合考虑时变啮合刚度、啮合阻尼、啮合误差、齿侧间隙和输入转速等多参数的少齿差行星减速器弯扭耦合非线性动力学模型。分析计算了该减速器的啮合误差激励,根据啮合特性推导出时变啮合刚度,并建立系统多参数、多处非线性和多自由度的动力学微分方程。利用Matlab求解各参数对系统非线性振动特性的影响,最后进行实验进行分析验证不同转速、负载对系统振动特性的影响。结果表明:时变啮合刚度、啮合阻尼、齿轮误差、齿侧间隙及转速对减速器振动影响较大,振动实验结果与仿真分析趋势基本一致,验证仿真分析的正确性。     

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。     

考虑重合度的电动车差减齿轮传动啮合性能分析优化

针对某电动车差减齿轮传动振动大、噪声高等关键问题,建立差减齿轮传动系统动态啮合分析模型,对额定工况与最大转矩工况齿轮副啮合特性进行分析计算,研究了轴向重合度对系统动态响应的影响规律,提出传动系统宏观参数优化方案。研究结果表明,随着轴向重合度的增加,各工况下差减速器关键轴承高速级左右轴承处结构噪声呈现波浪式递减趋势,且在轴向重合度为整数1、2时,系统结构噪声处于波谷位置;差减齿轮传动系统的优化方案使得高速级轴承各方向振动加速度均有所降低,各轴承位置结构噪声降低明显。     

含耦合损伤的直齿轮传动系统振动特性分析

裂纹-磨损耦合损伤作为常见的齿轮失效形式,会显著改变齿轮传动系统的振动特性。为探明这一耦合损伤对传动系统振动特性的影响,建立计入裂纹与磨损效应的直齿轮传动系统动力学模型,并对其进行振动分析。首先,采用集中参数法建立直齿轮传动系统的非线性动力学模型,基于势能法分析齿根裂纹对齿轮副啮合刚度的影响;通过磨损仿真计算了齿轮副的综合磨损量,并将其引入到传动系统的位移激励。最后,采用龙格-库塔法求解传动系统的稳态动力学响应,分析裂纹-磨损耦合损伤模式下直齿轮系统的振动特性。结果表明,裂纹-磨损耦合损伤会诱发系统振动的幅值调制和频率调制,产生比单一损伤更为明显的啮合冲击。     

高速列车齿轮传动系统黏滑振动特性分析

为了分析黏滑振动时高速列车齿轮传动系统的扭转振动,考虑高速列车齿轮系统的时变啮合刚度和齿轮啮合误差,建立高速列车齿轮传动参数振动模型,分析了轮轨蠕滑率变化引起的齿轮传动系统扭转自激振动特性。结果表明,时变啮合刚度是齿轮传动系统发生谐波振动的主要原因,当蠕滑率超过最佳蠕滑率时,传动系统发生自激振动,系统响应出现稳定的极限环运动,自激振动不会改变系统振动主频,但使参数谐波振动更加明显,从而导致系统振动更为剧烈。     

土压平衡盾构机行星减速器热平衡分析

土压平衡盾构行星减速器热平衡分析对保证行星减速器的正常运行和盾构机的运行可靠性具有重要意义。忽略各构件内部温差对传热性能的影响,将传动系统各构件转换为节点,综合考虑各构件间的耦合关系,在对热传递过程中的热阻进行研究的基础上,基于热网格法建立行星传动系统的热平衡数学模型,并对土压平衡盾构机行星减速器的热平衡过程进行计算。结果表明,齿轮啮合次数对齿轮温升具有重要影响。将仿真结果与测试结果进行对比,结果验证了基于热网格法的行星减速器热平衡模型的正确性。     

考虑时变啮合刚度的齿轮动态啮合力分析

以某型300 k W矿用挖掘机提升机构减速器两级齿轮传动系统为研究对象,在运用石川法对齿轮传动啮合刚度进行分析的基础上,通过分析时变啮合刚度对齿轮传动系统动态啮合力的影响,为进一步分析该传动系统非线性振动问题打下基础。     

四级行星齿轮减速器耦合系统动态性能优化

为研究复杂激励作用下多级行星齿轮减速器的耦合振动响应及动态性能优化方法,以某型海洋平台升降齿轮箱为对象,建立了包含时变啮合刚度、传动误差、啮合阻尼、齿侧间隙、摩擦力矩、结合部刚度和阻尼等因素的四级行星耦合系统动力学集中参数模型,采用龙格库塔法对额定工况下的动力学方程进行求解,并将计算所得的振动响应与实测结果进行对比,两者吻合较好。在此基础上,提出了基于谐波平衡法的多级行星齿轮耦合系统动态优化方法,以减速器壳体尺寸参数和齿轮副基本参数为设计变量,减速器总传动比、实际中心距、轮齿强度等为约束条件,振动加速度均方根值和总体质量最小为目标,建立多目标混合离散优化模型,基于分枝定界算法编写程序求解模型,获得最优设计变量。结果表明,优化后减速器总质量减小8.2%,传动系统振动加速度降低33.4%,壳体振动加速度降低70.5%,优化效果明显。     

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...     

壳体柔性对电动车减速器振动影响的仿真研究

综合考虑齿轮啮合刚度、传动误差、齿侧间隙和轴承等因素的影响,基于Romax Designer软件建立了某电动车减速器的齿轮传动系模型,并对其进行了振动特性分析;将减速器壳体有限元模型导入Romax中,建立了考虑壳体柔性的减速器齿轮一壳体刚柔耦合模型,并将其振动特性与齿轮系进行了对比分析。结果表明,考虑壳体柔性后,系统的固有特性发生较大改变,齿轮传递误差值、系统振动响应和轴承动载荷等均有所降低。     

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。     

齿轮传动振动噪声计算的Kato方法

建立了齿轮传动的时变动力学模型，分析了啮合刚度，传动误差对振动响应的影响，在此基础上，将齿轮传动啮合分成单齿啮合区，采用Kato方法对振动产生的噪声进行了定量计算，得出了双齿啮合区内辐射噪声大于单齿啮合区，并给出了每一啮合时刻辐射噪声大小，研究表明该方法可以较好地对齿轮振动所产生的噪声进行定量计算，为齿轮系统的降噪设计奠定了基础。     

基于模糊分析的蜗杆传动的可靠性优化设计

运用可靠性设计理论、模糊分析原理及最优化设计技术,考虑全部约束条件的离散性和模糊性及影响蜗杆传动种种因素的模糊性,建立了基于模糊分析的蜗杆传动的可靠性优化设计数学模型,最后给出了优化方法和结果分析。     

滤波减速器轮齿齿形修形及分析

介绍了滤波减速器的结构及传动原理,分析了滤波减速器轮齿齿形修形的原因,同时选用适用于工业生产的修形量、修形曲线及修形长度计算方法,对样机进行了实例计算。并用ANSYS对修形前后齿轮啮合过程进行动态接触有限元分析,比较修形前后轮齿表面接触应力的变化,验证了修形效果。最后对样机进行了振动测试实验,进一步证明了轮齿齿形修形可以起到减振降噪的效果。     

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。     

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。     

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。