齿轮传动系统的动力学分析

用拉格朗日方程出齿轮弹簧传动系统的微分方程，再用拉普拉斯变换求解轴系转动方程，分５种情况进行讨论，为齿轮弹簧系统的实际应用及设计计算提出了理论依据。     

齿轮传动系统动态响应分析

利用SolidWoks软件建立齿轮传动系统实体模型,导入ANSYS软件进而完成齿轮传动系统三维有限元模型的建立。综合考虑了刚度激励、误差激励的耦合作用,采用ANSYS软件的瞬态响应模块的Full法对齿轮传动系统进行了动态响应分析。得出了齿轮传动系统在耦合激励作用下的响应曲线。为下一阶段的齿轮箱系统动态响应分析奠定了基础,也为齿轮箱故障诊断提供了一定的理论和技术支撑。     

有辐板阻尼的齿轮传动系统的复模态分析

本文以薄辐板加阻尼结构的航空齿轮传动系统为研究对象，建立了系统的动力学模型，进而用复模态分析方法求解了系统的复频率、复振型和因啮合刚度波动引起的自激振动响应．计算结果明确显示了辐板阻尼在齿轮副相对振动及辐扳扭振中的作用．     

机车齿轮传动系统多元信号时变盲分离研究*

齿轮传动系统是保障机车安全稳定运行的最重要的关键装备之一,其运行状态具有时变性、不可预知性和动态联动性等特点,采用传统故障诊断方法进行故障特征获取仍然存在误诊、漏诊等现象。稀疏盲分离是一种能够在信号传输通道有限的情况下,依据正交基映射将多元非线性信号有效分离的软计算方法。但是在实际工况中,机车齿轮故障数据往往是微弱性和不确定性的,从而导致稀疏分离后的源信号特征无法准确诊断故障。因此,提出一种基于变尺度经验模态分解的自适应时变盲分离方法,利用稀疏化处理和迭代筛选进行分离获取故障源,通过调整时间跨度获取最优本征模态函数,删除冗余因素,有效提高故障特征识别准确率。通过仿真试验数据验证,进一步表明了该方法在低信噪比状态下快速准确获取故障特征的有效性,能够为铁路运输的状态检测和故障诊断提供关键技术。     

刚柔耦合地铁齿轮传动系统振动响应分析

地铁齿轮箱是车辆关键传动部件,其振动情况影响列车行车安全。针对地铁齿轮箱振动响应问题,以地铁齿轮箱实体模型为研究对象,借助Cero及ADAMS的数据接口进行了数据转换,并借助ANSYS实现将齿轮箱体柔性化,基于ADAMS将柔性体替换掉原模型对应刚性体,并对其进行合理约束,建立齿轮接触模型,并采用ADAMS内置机械包模块建立轴承副,生成了地铁齿轮箱刚柔耦合动力学模型。根据齿轮箱动力学仿真结果,分析箱体在齿轮启动瞬间及加速阶段存在较大振动冲击,比较各测点的应力应变情况可知,上箱体明显较之下箱体有更显著的振动冲击响应,上箱体观察口及上箱体顶部区域由于信号的叠加作用等因素有较大的应力应变响应,可以考虑对箱体结构进行优化,考虑添加加强筋等措施加强危险节点的稳定性。为地铁车载齿轮箱设计提供参考。     

谐波齿轮传动系统动力学特性研究概述

对70年代以来国内外学者研究谐波齿轮传动系统动力学的几种典型模型进行了评价,指出了全面地考虑谐波齿轮传动系统中的非线性因素是进行谐波齿轮传动系统非线性动力学研究的重要条件,为合理地建立谐波齿轮传动系统的非线性动力学模型打下了基础。     

齿轮偏心对机车车辆传动系统动力学行为的影响

为掌握服役过程中齿轮偏心对机车车辆传动系统动态响应特性的影响,建立了考虑齿轮传动系统的机车车辆动力学模型。齿轮传动系统通过齿轮啮合、悬挂系统与轮轨关系等耦合集成于整车动力学模型,该模型详细考虑了齿侧间隙、时变啮合刚度、轨道几何不平顺及轮轨接触等非线性因素,能够更加真实地反映牵引状态下的车辆动力学行为;基于该模型,系统研究了主动齿轮不同偏心量下的机车车辆齿轮传动系统动力学行为,并通过了线路试验验证。结果表明,齿轮传动系统的动力学性能直接受到偏心影响,其传动平稳性随着偏心量增加而逐渐恶化。此外,在齿轮箱不同监测点中靠近小齿轮端,垂向加速度受齿轮偏心的影响最为显著,该测点可用于齿轮偏心健康监测。研究为机车车辆齿轮传动系统的智能运维提供了理论基础。     

间隙对含摩擦和时变刚度的齿轮系统动力学响应的影响

主要研究在考虑摩擦和时变刚度时,轮齿间隙对齿轮系统动力学响应的影响。建立常间隙、时变间隙和随机间隙三种不同的间隙形式。利用数值仿真的方法得到系统的幅频响应曲线和时间历程曲线。分析发现：①在低速时,随着摩擦因数的增大,系统响应的方均值和平均分量增大;并经过三次跳跃之后系统进入混沌运动状态;②时变间隙幅值增大导致系统提前进入混沌状态,而且随着时变幅值的增大跳转频率逐渐减小;时变间隙频率较小时,间隙对系统的影响较小;当时变间隙的频率较大时,系统在 =0.2,0.3时出现明显的共振响应,系统的响应以高频率分量4、5和6为主;③考虑随机间隙时,随着 的增大,齿轮系统响应的平均分量波动比较大。     

齿轮传动系统的复模态分析

综合考虑齿轮传动系统阻尼对系统固有特性的影响,并对齿轮传动系统阻尼形式进行初步的探讨,采用比例阻尼的方式考虑阻尼对齿轮传动系统动力性能的影响,并运用复模态理论对齿轮传动系统的固有特性进行分析。     

齿轮传动系统非线性动力学特性分析

文中以航空发动机附件的直齿圆柱齿轮传动系统为研究对象,利用集中质量法建立了系统的耦舍振动模型,在模型中考虑了时变啮合刚度、静态传递误差和齿侧间隙等非线性因素.利用Runge-Kutta数值计算方法对系统的非线性动力学方程进行求解,得到了系统的动态仿真结果,结果显示系统具有很强的非线性,并结合时间历程、相平面和Doincaré截面图对响应进行了分析比较.讨论了内部激励频率对系统动态特性的影响,分析了系统随着内部激励频率的变化表现出的不同运动状态.     

人字齿轮分扭传动系统动力学建模与动态分析

以某航空发动机人字齿分扭传动减速器为研究对象,基于有限单元节点法建立考虑轴、齿轮转子陀螺效应、轴承支撑、系统阻尼及齿轮啮合作用的人字齿分扭传动系统动力学模型,计算人字齿时变啮合刚度,根据实测齿面计算出静态传递误差。根据建立的系统动力学方程,按振动理论方法计算得到轮系典型模态,经试验测试验证了计算模态的正确性;利用NewMark法对系统的时域及频域响应进行仿真计算,计算得到的系统时域响应收敛且存在调制现象,频域分析中存在啮合频率的次频、倍频与轴频。计算结果均与试验结果基本相符。研究工作为航空齿轮传动动态性能分析提供了有参考价值的方法。     

高速人字齿轮传动系统动力学特性研究

基于有限元数值解析法给出了人字齿齿轮传动系统的动力学方程并建立了转子-轴承-齿轮动力学系统的模型。建模过程中考虑了转子轴的剪切、弯曲、扭转、轴向力、陀螺效应及内阻尼的影响,同时也考虑了人字齿齿轮副的时变啮合刚度和传动误差的影响。并对高速齿轮转子进行了动力学分析,与试验齿轮箱实测数据对比基本吻合。     

具有动态侧隙的齿轮传动系统动力响应分析

综合考虑动态侧隙、时变啮合刚度、齿轮偏心和传动误差等非线性因素,建立齿轮 转子 轴承传动系统的非线性动力学模型。以分形理论为基础,引用尺寸一致性的Weierstrass-Mandelbrot函数模拟动态侧隙的变化趋势。利用4阶龙格 库塔法对系统的非线性动力学微分方程求解,探究动态侧隙对系统响应的影响。结果显示：综合对比定侧隙系统和动态侧隙系统,齿轮在扭转方向上振动幅值的波动较大,动态侧隙系统由准周期运动渐变为混沌运动,并且与动态侧隙曲线的复杂程度有关;齿轮在扭转方向相平面的轨迹随动态侧隙的标准差(standard deviation,简称STD)呈现出规律性变化;在系统振动响应频谱中,随着动态侧隙曲线的复杂程度的加剧,频率成分多样性增强,噪声频率的幅值逐渐增加,高倍频的幅值激增。     

一种专用差速器齿轮传动系统的动力学分析

对实现交叉变轮距车辆底盘转向功能的一种新型可旋转差速器齿轮传动系统进行动力学分析。将该专用差速器齿轮传动系统视为具有库仑阻尼的弹簧-质量的非线性时变系统,建立了系统12自由度的弯-扭耦合振动模型;将车辆转弯过程中路面对车轮施加的负载转矩作为系统的外部激励条件,分析了内部激励因素对该专用差速器齿轮传动系统振动特性的影响并建立动力学数学模型;通过求解系统动力学数学模型以及固有频率,进行该齿轮传动系统的运动相轨迹分析,优化系统的特性参数;达到了减弱该系统的振荡性能并提高系统的响应速度,使系统具有满意的动态性能指标的目的。     

考虑外部激励作用下的齿轮系统非线性动力学分析

研究了在外部激励作用下,齿轮传动系统参数对系统动力学的影响,为避免齿轮在混沌状态下工作提供了理论依据。它以单自由度直齿圆柱齿轮传动系统为研究对象,建立了非线性动力学模型,在模型中综合考虑了内部激励及和外部激励等因素。利用Runge)Kutta数值计算方法对系统的非线性动力学方程进行了求解,分析了齿轮系统在外部激励作用下,所表现出的周期和混沌运动状态,为齿轮的设计及制造和获得更好的性能提供了理论指导。     

冲击载荷作用下齿轮传动系统动力学仿真分析

冲击载荷常常是引起齿轮传动系统寿命缩短的主要原因。通过Pro/E软件对可控软启动齿轮箱传动部分建立虚拟样机三维传动模型,利用ADAMS对齿轮传动系统在冲击载荷作用下开展动力学仿真。求解齿轮传动系统各级传动角速度、啮合力及其频谱曲线,对比有无冲击载荷作用下各级齿轮啮合力及其频域特性的变化情况,得到冲击载荷使得齿轮啮合频率处振动能量明显增大。仿真结果与理论分析结果接近,可为后续考虑冲击载荷作用的齿轮疲劳寿命估算提供数据支持。     

齿轮传动系统的动力学与模态分析

为了提高齿轮设计的准确性,结合UG软件参数化建模功能,建立齿轮传动三维实体模型。利用ADAMS软件对齿轮传动系统进行了动力学分析,在高速传动中施加实际传动载荷,得到了齿轮传动系统的振动频率范围和高频率点。通过ANSYS Workbench软件对齿轮传动系统和单一齿轮模型进行模态分析,得到齿轮传动系统和齿轮模型的固有频率和振型,通过与动力学分析得到的频率进行对比,验证了齿轮传动系统的设计准确性,从而为今后齿轮的传动分析提供了数据支持,并为传动过程中的故障分析提供了参考。     

齿轮故障状态下风电机组传动系统动力学建模及分析

针对齿轮故障造成的风电机组传动系统输出响应不稳定问题,对故障状态下的传动系统动态性能进行了研究。通过考虑斜齿轮时变啮合刚度和齿轮裂纹等因素的影响作用,分别建立正常状态和齿轮故障状态下的传动系统动力学模型,对比分析了两种状态下系统的输出响应。结果显示,齿轮故障状态下,输出啮合力、扭转振动位移和扭转振动速度均相对较大,且呈现出不规则的变化趋势,在某些仿真时间点处出现较大的冲击振动。研究结果可为风电机组传动系统故障诊断及早期故障预测提供理论参考。