多膜盘柔性联轴器轴向刚度与振动特性分析

与扭转刚度相比,膜盘联轴器的轴向刚度较小,因此轴向振动的固有频率和临界转速更低,膜盘联轴器更加容易受到两侧设备轴向窜动激励的影响。本文以某新型联轴器为研究对象,分别利用有限元方法和集中参数法对联轴器轴向振动模态进行了分析,并进一步对不同轴向伸缩量、转速和扭矩下的膜盘联轴器轴向刚度进行了研究,以此为基础分析了轴向伸缩量和转速对膜盘联轴器轴向临界转速的影响。研究结果表明:通过对比膜盘联轴器有限元模型与集中参数集模型的模态分析结果,验证了两种模型的准确性;膜盘联轴器轴向刚度分析结果表明随着轴向绝对位移的增加,膜盘轴向出现应力刚化,其轴向刚度呈非线性变化;而膜盘联轴器的轴向刚度随转速的增加而增大,同时各阶临界转速受转速和轴向伸缩量的影响出现明显变化,此研究为膜盘联轴器的进一步优化和使用提供了依据。     

考虑内外啮合相位差的行星轮系动态特性分析

对1.5MW级风电齿轮箱行星轮系统采用集中参数法建立行星轮系扭转动力学模型,运用Runge-Kutta法对所建立的扭转动力学模型进行求解,分别讨论了时变啮合刚度和相位差对行星轮系固有特性和稳态响应特性的影响。研究结果表明:时变啮合刚度导致系统各阶固有频率随时间周期性波动,而啮合相位差导致第1阶固有频率波动范围增大,其余4阶固有频率波动范围变小,且各阶固有频率间的变化步调存在相位差;是否考虑相位差对第3、4阶振型影响较为明显;对不同时刻的第3、4阶振型影响较大;考虑相位差时保持架、行星轮、太阳轮扭振角速度幅值均降低。     

考虑不同剥落形状下的时变啮合刚度分析

考虑斜齿轮副端面重合度大于轴向重合度时的单齿啮合接触线表达式,针对行星轮系统中啮合齿轮中基圆大于齿根圆的情况,建立斜齿轮变截面悬臂梁模型,采用势能法、切片法和自适应递推复合Lobatto数值积分法求解斜齿轮时变啮合刚度,通过与有限元方法及经验法进行对比,验证所建模型的可行性.在此基础上,分析了不同长度、宽度、径向位置(齿根到齿顶)的剥落故障及不同剥落形状对时变啮合刚度的影响,研究结果表明:不同剥落长度对斜齿轮副在剥落区域的啮合位置影响较为明显;随着剥落宽度的增加,时变啮合刚度线性降低,不同径向位置剥落,在越靠近齿根的位置对时变啮合刚度影响越大;不同剥落形状下,三角形和圆形剥落引起时变啮合刚度非线性降低,四边形剥落使时变啮合刚度线性降低.     

多孔式直线形膜盘型面设计与强度分析

现有柔性膜盘联轴器的膜盘类型中以钛合金曲面膜盘为主,由于膜盘厚度较薄,其曲面加工难度较大、精度要求高,为降低加工难度并保证膜盘具有较好的容差及负载能力,改进了一种多孔式直线形膜盘;利用有限元方法对其轴向刚度及在转矩、轴向偏差、角向不对中偏差、转速及复合工况下的应力和寿命进行了分析,并与其同直径的单曲面膜盘进行对比.研究表明,多孔式直线形膜盘的轴向刚度比同直径的单曲面膜盘小,刚度均呈非线性变化,刚度与膜盘厚度成正比;在轴向偏差、角向不对中偏差下,多孔式直线形膜盘应力低于单曲面膜盘,具有更好的容差能力;同等负载转矩下,多孔式直线形膜盘应力虽大于单曲面膜盘,但满足强度和寿命要求,且膜盘应力分布更加均匀.因此,多孔式直线形膜盘具备更高的容差性能,适用于高转速、低载荷和存在较大轴向及角向不对中偏差的工程环境中.     

基于显式动力学的某齿轮轴冲击应力分析

在恒定转速下对某航空发动机附件机匣齿轮轴施加冲击扭矩的测试中出现齿轮根部折断的现象,为了分析其原因,利用有限元隐式和显式动力学方法,对齿轮轴在冲击扭矩下考虑旋转离心应力的静、动应力响应进行了计算分析,仿真结果与测试结果一致.根据分析结果对齿轮轴失效部位参数化建模,以齿轮轴质量最小为优化目标,利用APDL进行了失效部位的结构优化.优化结果表明,改进后的设计满足齿轮轴的功能要求,冲击载荷下产生的动应力水平与静态下冲击载荷产生的静应力比较,动应力有较大幅度的增加,在设计过程中应对齿轮轴在较短时间内的冲击载荷下产生的动应力加以考虑,以保证齿轮轴的强度有足够的安全裕度.     

基于响应面法的轿车主减速齿轮可靠性灵敏度研究

为获得某轿车主减速齿轮尺寸参数对其传动可靠性的影响,提出采用改进拉丁超立方抽样(LHS)获取随机尺寸样本的方法;通过显式有限元仿真构建齿面最大接触应力完全二次响应面(RSM),研究了可靠度对参数的灵敏度。结果表明主减速齿轮可靠度对压力角和模数的均值与方差较为敏感,应合理控制其取值。