一种新型功率分流齿轮传动系统动态特性研究

平行轴转矩分流式齿轮传动在高速大功率传输系统中应用逐渐广泛,为了实现转矩的动态均衡,对某直升机旋翼驱动系统中的平行轴转矩分流式齿轮传动的动态特性进行了研究.首先用集中质量法建立了转矩分流式齿轮传动系统的8自由度动力学模型,然后采用牛顿法推导出了系统扭转振动微分方程,并使用模态分析法求解微分方程,求得了系统的固有模态与外激励响应.最后,研究了不同转速下各齿轮副的动载系数的变化规律,为动态均衡设计奠定了基础.     

参数对分扭-并车齿轮传动系统动载和均载特性的影响

为提高分扭-并车齿轮传动的动载稳定性,对直齿轮和人字齿轮构成的分扭-并车齿轮系统建立了考虑多间隙等激励因素的动力学模型。引入高斯消元技术使振动模型降为含9自由度的线性无关方程组;采用4阶Runge-Kutta法对量纲一方程组实施数值求解,分析了齿侧间隙、综合传动误差和时变啮合刚度等激励下的动载特性。结果表明,齿侧间隙在局部范围内存在动载加剧现象;动载系数激增至2. 705,综合传动误差激励下相同传动级上的均载特性基本一致;时变啮合刚度波动系数大于0. 25时,分扭级的动载波动较剧烈。研究结果对该类齿轮系统动载设计具有指导意义。     

前置后驱汽车传动系的动力学分析

前置后驱汽车动力传动系是汽车振动的主要激振源,传动系的振动会严重影响整车NVH性能。以某型MPV汽车动力传动系为研究对象,针对其高挡低速工况下产生的严重车内轰鸣声问题,通过试验测试分析方法确定轰鸣声激振源,并研究主减速器准双曲面齿轮在传动系中的仿真方法,建立包含齿轮的传动系刚柔耦合多体动力学模型,进行传动系的动力学分析。研究结果表明,发动机输出简谐转矩引发的传动系扭转共振会引起主减速器齿轮啮合力变化,进而引起车身振动,产生车内轰鸣声。此噪声产生机理可为车内声学特性改善提供依据。     

考虑系统变形的电驱动桥齿轮啮合效率研究

传动效率是电驱动桥重要性能指标之一,实际使用条件下,由于齿轮、轴、轴承以及壳体等部件的负载变形,齿轮副之间存在啮合错位。为了准确预测电驱动桥传动系的啮合效率,提出了一种考虑系统变形的电驱动桥齿轮啮合效率计算方法。首先基于传动系等效啮合模型,计算不同载荷工况下传动系每个齿轮副之间的啮合错位量,采用考虑摩擦的齿轮加载接触分析方法(FLTCA)和混合润滑摩擦系数模型对齿轮副的齿面接触力和齿面摩擦系数分布进行计算,得到系统功率损失及啮合效率。然后,与商用有限元软件计算结果进行对比,验证了计算方法的准确性。最后,针对不同载荷工况和不同转速分析了考虑和不考虑系统变形的系统啮合效率,结果表明：随着转矩的增加,系统变形增大,齿轮副之间的错位量增加,导致齿轮副之间发生偏载,齿面摩擦系数增加,系统啮合效率呈下降趋势。     

轴角对人字齿轮分扭传动系统动态特性的影响分析

研究了航空发动机减速器人字齿轮分扭传动系统中轴角(分扭传动系统各齿轮几何中心所在位置形成的角度)对系统动态特性的影响。根据邻接条件、同心条件和安装条件等求解系统的轴角,基于有限元节点建模方法建立包含轴、轴承、齿轮转子和齿轮副啮合过程的动力学模型;基于转子动力学理论计算系统的动态响应,求解不同轴角下系统的动载系数和动态传动误差,分析轴角对分扭传动系统动态特性的影响。研究表明,轴角对系统的动态特性有较大影响,在轴角不同时,系统动态响应的频域分布有较大差异,且在不同转速下,轴角对各分支动载系数及动态响应影响程度不同。     

齿廓修形对功率二分支齿轮传动系统的动载荷影响分析

针对功率二分支齿轮传动系统,考虑时变啮合刚度、齿侧间隙,并把齿廓修形作为一种时变齿侧间隙计入,建立了功率分流齿轮传动的弯-扭-轴耦合动力学模型和相应的非线性动力学方程。对方程求解,得出了齿廓修形与齿轮副动载系数的关系,说明合理的修形可使功率分流齿轮传动不发生齿面分离和齿背冲击现象;利用不同修形量下各齿轮副动载系数峰值的等高线,确定最佳修形量,使齿轮传动的动载系数最小。研究结果表明,合理的齿廓修形,可以使功率二分支齿轮传动系统的最大动载系数由3.6减小到1.6。     

钢筋调直机直齿轮系静态分析

为了研究双槽辊输入轴转矩的变化对直齿轮传动的影响,运用SolidWorks对钢筋调直机传动机构进行建模,并使用ANSYS Workbench软件,对双槽辊输入轴施加转矩分别为2.472×10⁷ N·mm、2.673×10⁷ N·mm、2.874×10⁷ N·mm以及3.075×10⁷ N·mm时,对直齿轮系进行应力应变分析。模拟得出直齿轮系的应力、应变的大小及分布。     

新型液力变矩器减振系统性能仿真分析

对各种新型液力变矩器减振系统结构上的特点进行了分析,并根据某车型的传动系参数建立了加装不同形式减振系统的传动系扭振分析模型。根据模型,比较分析了加装不同形式的减振系统时传动系的固有频率。并对比分析了在相同发动机转矩矩激励下,分别安装传统形式与新型的TTD、Twin TD式扭振减振时传动系统的受迫振动响应特性。结果表明,针对该传动系采用TTD式减振系统比TD式减振系统可以有效降低传动系扭振,而采用Twin TD式减振系统可实现更好的减振效果。该研究对液力变矩器减振系统的设计有一定指导意义。     

重合度对人字齿轮传动系统振动特性的影响分析

重合度是齿轮传动设计中一个重要的性能指标，直接影响人字齿轮承载能力和传动平稳性，在齿轮设计中必须满足重合度要求。首先说明了人字齿轮系统刚度激励和啮合冲击激励，采用集中质量法建立了一对人字齿轮传动系统弯-扭-轴耦合模型。然后分析了重合度对时变啮合刚度和啮合冲击力的影响。最后研究了重合度对人字齿轮副动态啮合特性的影响。得出结论：重合度由2.72增至3.08时，时变啮合刚度峰峰值由4.653 3×10⁸ N/mm减至3.229 9×10⁸ N/mm,最大啮合冲击力由2.23×10³ N减至1.92×10³ N,齿轮副动态啮合力曲线变得平滑，动载系数也由1.23减至1.18,从而得出重合度增大，能达到系统减振降噪和传动平稳的作用。     

高速重载齿轮传动多目标优化设计研究

针对高速重载工况,以齿轮传动的动载系数和齿面接触应力为优化设计目标函数,齿轮基本参数为设计变量,建立了圆柱齿轮传动的多目标优化设计数学模型,分析了设计变量对齿轮传动接触强度和弯曲强度的影响,采用线性加权法求解了齿轮传动的多目标优化问题.结果表明,以动载系数和齿面接触应力为目标函数的多目标优化设计与以最小体积为目标函数的单目标优化设计相比,优化后的动载系数和齿面接触应力更小,达到了减小系统振动和噪声,提高齿轮传动的承载能力的目的,为高速重载齿轮传动设计奠定了基础.     

含侧隙齿轮副的动载荷分析

以振动理论为基础，提出一种考虑齿轮拍击振动的齿轮动载荷的数值计算方法。建立计算动载荷的齿轮冲击模型，在模型中考虑了齿轮正、反冲击时实际的啮合刚度，并给出啮合柔度的计算方法。分析在考虑静态传递误差、啮合刚度、侧隙、摩擦力及外部扭矩变化等多种激励时，作用在轮齿上的动态载荷以及整个齿轮上的综合动态载荷的计算公式。最后通过实例分析作用在轮齿上的动态载荷、综合动态载荷变化规律以及相关激励参数对动态载荷的影响。     

基于动力学分析的倾转旋翼机传动系统寿命计算

首先建立了传动系统的动力学模型,进行了动载分析;然后提出了一种新的计算方法,记入在不同飞行状态下动态载荷的影响.最后对传动系统的寿命进行了计算,获得了系统在动载荷条件下的寿命值,提高了计算结果的准确度.     

电动车传动系和整车质量对续驶里程的影响

电动汽车续驶里程是现阶段研究的一个重要课题。针对目前电动车续驶里程短的问题,探讨了电动车传动系机械和电器部分的参数设计原则,从车辆动力学的角度建立了比较系统的电动车动力性和续驶里程计算模型。研究了电动车传动系参数选择和整车质量对续驶里程的影响,以某一型号电动轿车为研究对象,分析计算了五挡变速器和固定速比传动系的续驶里程,并给出了计算结果。进一步的实验表明,计算结果与实验值误差不超过5%,验证了本文所建模型。表明在样车设计阶段,利用该方法进行数值分析,有一定的参考价值和指导意义。     

双圆弧齿轮基于柔性轮缘的动态接触模型研究

基于柔性轮缘和ANSYS/LS-DYNA建立了双圆弧齿轮动态接触应力的分析方法和模型,分析了影响动态模型建立的因素。研究了动态模型中约束和载荷的处理方法及施加相当于扭矩的跟随载荷的具体方法,计算了实际运转过程中两种动态模型的齿面接触应力。计算分析表明,这种柔性体的齿轮接触模型能真实模拟齿轮啮合过程,为双圆弧齿轮动态性能研究奠定了理论基础。     

Control of gear shifts in dual clutch transmission powertrains

To achieve the best possible responses during shifting in dual clutch transmissions it is commonplace to integrate clutch and engine control, while the clutch is used to match speeds between the engine and wheels via reduction gears, poor engine control can lead to extended engagement times and rough/harsh shift transients. This paper proposes a method for combined speed and torque control of vehicle powertrains with dual clutch transmissions for both the engine and clutches. The vehicle powertrain is modelled as a simple four degree of freedom system with reduction gears and two clutches. Including a detailed clutch hydraulic model, comprising of the direct acting solenoids and clutch piston with the hydraulic fluid modelled as a compressible fluid. Powertrain control is realised through control of clutch solenoids and manipulation of the engine throttle input. Sensitivity study of clutch performance evaluating inaccurate torque estimation demonstrated variance in the response of the hydraulic system, with an indicative simulation of poor estimation resulting in increased powertrain vibration during and after shifting. Simulations are conducted to demonstrate the capacity for this method of engine and clutch control to further reduce shift transients developed in dual clutch transmission powertrains. The obtained results also show that the adoption of torque based control techniques for both the clutch and engine, which makes use of the estimated target clutch torque, significantly improves the powertrain response as a result of reduction in the lockup discontinuities.     

基于行驶仿真试验的齿轮疲劳寿命分析

利用虚拟样机模型,通过行驶仿真试验获取了传动箱齿轮在各任务剖面的动态载荷谱。通过三维接触应力分析,得到了齿轮危险点的应力-时间历程,用插值法对恒转矩下获得的仿真载荷进行了修正,分析了载荷的分布规律,采用权系数法确定了多工况的二维联合概率分布函数,建立了传动箱齿轮在全寿命里程的疲劳设计谱。采用二维概率Miner准则计算了零件的疲劳寿命,并分析了相关参数对齿轮寿命的影响。     

行星齿轮装置的动态载荷平衡的测定方法及其有关问题的探讨(一)

在行星齿轮装置中,为了得到各行星齿轮的负荷分配的均等,采取了各种措施。但到目前为止还没有一个恰当的这一负荷分配状态的测定方法。因此,本文着眼于测定、比较各行星齿轮轴的剪切变形这一点,对实际行星齿轮装置进行了负荷分配的测定实验,并确认了其实用性。     

行星齿轮传动动态均载测试及误差源的频谱分析

行星齿轮传动不均载的原因主要是由于行星齿轮传动装置各零部件存在着加工和装配误差,而各种误差对均载的影响情况又是不同的。本文通过对行星齿轮传动的每一个行星轴的受力弯曲变形进行比较,求得动态载荷分配情况。通过对行星齿轮减速器的载荷变动曲线进行频谱分析,找出各误差对行星齿轮减速器的均载性能的影响程度。     

功率二分支齿轮传动系统动载特性与模态分析

为了分析功率二分支齿轮传动系统的动力学特性,构建由斜齿分扭传动级与人字齿并车传动级构成的分扭 并车纯扭转动力学模型;通过高斯消元去除状态方程中的冗余变量,解决了系统动力学方程的奇异性并采用 4 阶 Runge-Kutta 法数值求解;分析了无量纲时间下不同齿型构成的 2 级传动动载特性,采用模态分析法,确定该系统的固有频率与固有振型,并结合三维瀑布图分析激振频率对系统共振特性的影响。研究结果表明:该齿轮传动系统由人字齿构成的并车传动级动力学特性优于由斜齿构成的分扭传动级;系统啮合位移与动态啮合力响应瀑布图表明,在该系统激振频率为 1820 Hz 时,系统出现超谐波共振。     

新型电磁齿轮磁力矩计算方法的探讨

电磁齿轮是一种新型磁力传动装置,根据电磁场理论,提出一种电磁齿轮传动磁力矩的计算方法,推导建立了径向多极电磁齿轮传动机构磁力矩的计算表达式,并采用三维有限元法对推导公式进行了理论验证,结果表明了推导公式正确,可用于电磁齿轮机构的设计计算.