人字齿行星传动多体动力学建模与分析

根据人字齿行星传动的结构特点,借助ADAMS建立该类传动的多体动力学模型,对其进行自由振动特性分析。结果表明,当人字齿轮左右两部分结构完全对称时,人字齿行星传动存在中心构件扭转振动、中心构件平移振动和行星轮振动3种典型模式,且3种振动模式的特点与直齿行星传动基本一致。在不考虑传动件结构柔性的情况下,基于多体动力学模型的自由振动分析结果与采用集中参数模型的仿真结果完全一致,表明本文所建模型的正确性,可为后续的参数敏感度分析及动响应分析提供模型依据。     

基于ADAMS的双齿圈人字行星齿轮传动系统动力学仿真与故障特征分析

为研究双齿圈人字行星齿轮传动系统的动力学特性和故障机理,探明系统故障、元件支撑刚度与接触力的关联规律,使用SolidWorks建立双齿圈人字行星齿轮系统三维模型。基于ADAMS虚拟样机和赫兹接触理论,考虑摩擦系数,构建系统虚拟样机模型,研究人字行星齿轮传动系统运动学规律、健康或故障两种状态下的接触力频谱特性和考虑构件支撑刚度时的接触力变化规律。在接触力分析的基础上计算系统均载系数,分析系统的均载特性。结果表明:系统在运行过程中,行星轮存在较高的齿频振动,当发生断齿故障时,系统故障特征明显,均载系数呈倍数增大;构件支撑刚度对系统接触力和均载特性均有较大影响,考虑构件支撑刚度时系统的载荷分布更为均匀,很大程度上提高了系统的均载性能。研究结果对于故障诊断、改善系统动力学特性和实现系统的动态设计具有参考价值。     

车辆多级行星传动系统强迫扭转振动与动载特性

针对某车辆行星传动系统,以发动机动态转矩为激励,采用集中参数法建立纯扭转强迫振动模型,利用拉格朗日方程建立系统微分方程并进行求解。分析了各部件在同一档位的振幅特性,得出不同部件的振动特点。研究了不同档位下行星排的振动,得出行星排在空载与受载时扭振的差异。最后对行星排啮合力波动量和动载荷系数进行计算,为行星传动系统设计和动态分析提供了依据。     

风电齿轮箱多级行星齿轮耦合传动系统数学建模及振型

以风电增速箱载荷分流式两级行星轮系一级平行轴齿轮动力耦合传动系统为研究对象,计入多级藕合传动系统的轮齿啮合误差、啮合阻尼、啮合刚度、级间耦合刚度、组件的转动惯量等影响因素,采用集中参数法建立了多级耦合传动系统的动力学模型.根据风电增速箱三级传动系统的有关参数,进行了系统的固有特性研究,归纳总结了多级传动系统的振动模式.分析表明该系统具有8种典型振动模式,即一二级间耦合振动模式、二三级间耦合振动模式、三级间整体耦合振动模式、第一级行星齿轮重根振动模式、第二级行星齿轮重根振动模式、第一级行星轮系单级振动模式、第二级行星轮系单级振动模式和第三级平行轴齿轮单级振动模式,并且进一步研究了第一级行星架和第二级内齿圈间的耦合刚度对系统固有特性的影响.与单级行星轮系的振动模式相比,多级行星传动系统的振动模式更多样和更复杂.     

行星齿轮传动系统动力学研究进展

详细评述了国内外学者对行星齿轮传动系统在动力学模型、动态响应、动载荷和均载、固有特性等方面的研究状况,介绍了2种集中参数模型用不同方法求解系统动态响应的结果,动载荷和均载的理论与试验研究,固有特性的规律及系统参数对固有特性等方面的研究成果.最后,根据行星齿轮传动系统研究的发展趋势,提出了需要进一步研究的几个问题:含摩擦力的行星齿轮动力学特性研究,复合行星齿轮动力学特性研究和齿轮系统的振动控制研究.     

基于参数化有限元模型的斜齿行星传动内啮合特性分析

为揭示斜齿行星传动内啮合齿轮副的啮合特性,采用参数化建模方法和自底向上的建模策略,相继构建斜齿行星轮系的完整啮合和简化啮合三维有限元模型。通过设置内啮合接触对并施加恰当约束条件,分析传动中内啮合齿轮副的应力/应变,进而分析内齿圈轮缘厚度对啮合特性的影响。结果表明,各均布行星轮的应力状况不尽相同,且呈现出边缘接触现象,可通过修形予以改善;增大内齿圈轮缘厚度可降低内齿圈及各行星轮的最大应力/应变,提高齿轮强度。     

内、外啮合刚度激励下人字齿行星齿轮传动振动特性

人字齿行星传动中的内、外啮合时变刚度是造成齿轮传动振动的主要激励源。根据轮齿啮合接触原理推导了人字齿行星齿轮啮合传动的时变刚度动态梯形图,得到了内、外啮合刚度的分布规律,二者不具有时间同步性。采用集中质量法建立了人字齿行星齿轮传动的扭转非线性动力学模型,在欧拉型积分和牛顿迭代法等数值方法基础上对系统的非线性振动方程组进行了求解,结果显示内啮合在多个转速区域出现显著振动,最大振幅发生在转速5 900 r/min处,外啮合动载特性较为稳定,均载系数为K=1.38。借助相图、Poincaré映射、FFT频谱分析等手段对系统拟周期振动特性进行分析,表明振动吸引子在相空间中发生扭曲翻转形成封闭超环面,频域则由多个离散次谐波响应构成。     

基于动力学特性优化的海上风电齿轮箱配齿研究

传统的风电机组齿轮箱配齿仅取决于行星级的同心、安装、邻接条件，而忽略了其对齿轮箱重量及动力学特性的影响。以某增速比为97的5 MW海上风电机组两级行星一级平行齿轮箱为研究对象，得到其减重优化后的各级增速比解耦区间；建立基于零阶优化算法的齿轮箱配齿方案及相应的齿轮箱Simpack虚拟样机；在额定转速工况下对齿轮箱均载特性、振动特性进行定量统计分析。仿真结果表明：当第一级太阳轮、行星轮、内齿圈齿数分别为29、28、85,第二级太阳轮、行星轮、内齿圈齿数分别为26、46、118,第三级大、小齿轮齿数分别为111、25时，齿轮箱行星级均载特性良好，高速输出轴传动平稳，为大型海上风电机组齿轮箱配齿设计提供理论支撑。     

中心传动磨机减速机齿轮传动系统动力学模型分析和研究

本文以中心传动磨机减速机斜齿轮传动系统即一多质量多自由度系统为对象，建立了同时考虑扭转振动和横向振动以及弯扭耦合效应的动力学模型和动力学方程，对比分析了三种模型下高速级和低速级齿轮的动载系数和振动强度，结果表明考虑了弯扭耦合效应的动力学模型能更全面地反映磨机减速机齿轮传动系统的动态特性，为进一步分析磨机减速机齿轮的失效打下理论基础。     

驱动桥准双曲面齿轮传动系统振动特性分析

为掌握驱动桥振动响应的影响规律,实现驱动桥动态特性的主动控制。以驱动桥准双曲面齿轮传动系统为研究对象,考虑主从齿时变啮合刚度、阻尼、传动误差和冲击等激励,基于集中质量法构建驱动桥齿轮传动系统的多变参数耦合振动模型,并依据牛顿第二定律推导其振动微分方程组,采用RK算法求解方程组。对比准双曲面齿轮修形优化前后主、从动齿轮的垂直、扭转和轴向的振动数值解,并讨论了输入转速和加载扭矩的改变对系统振动特性的影响规律。结果表明：优化后的齿轮运转振动值减小;主从齿的垂直和轴向振动规律复杂,处于近似混沌运动状态;扭转方向上呈现拟周期运动;输入转速和加载扭矩的改变对主从齿轴向振动影响最大,垂直方向次之,扭转方向最小。进一步对驱动桥总成进行振动测试分析,结果表明：新状态样件的动态性能更优,测试数据的趋势与理论分析结果符合较好。     

含有点蚀故障的人字行星齿轮传动系统动态分析

为研究点蚀故障对双齿圈人字行星传动系统接触力特征和均载特性的影响规律,基于Solid-Works、KISSsoft以及ADAMS建立了太阳轮健康和存在不同形式点蚀故障时的系统虚拟样机模型.采用GSTIFF积分法动力学求解器对系统接触行为的数值解进行了求解,在此基础上研究了系统接触力时域和频域特征,根据得到的齿轮接触力对...     

多维柔性耦合系统功率流传递特性

从经典的解决噪声控制问题模型（振源－路径－接受体）出发，运用导纳模态方法，针对齿轮传动系统振动噪声控制问题，从假设的两个不同简化的理论分析模型入手，通过分别计算通过多维柔性接点和连接件的功率流，比较不同的简化模型对分析功率流传递特性的影响，研究其动力学传递特性和振动噪声控制机理，为进一步实现对齿轮传动系统的振动噪声控制奠定了基础。     

连续式轧机断线和传动系统振动分析

连轧机直齿锥齿轮机构由于制造与安装误差、磨损以及过约束等对传动系统的精度与动态特性（特别是振动与噪声）具有直接影响．分析因传动精度引起的Y型三辊连轧机在实际应用中发生的轧件堆料与拉断问题。对连轧机存在的振动和过约束以及无过约束机构的设计方法进行研究;运用ADAMS软件分析连轧机直齿锥齿轮机构运动以及动力学性能．结果表明,直齿锥齿轮的传动误差使得从动齿轮一转内实际转角与理论转角有差值,导致了轧件堆料或拉断;采用降低运动副级别的自调机构后,轧机直齿锥齿轮机构的垂直、水平振动得到了有效控制．     

齿轮转动惯量对电动汽车传动系统振动特性的影响分析

为研究减速器齿轮尺寸对电动汽车传动系统扭转振动的影响,建立分布式驱动电动汽车传动系统集中质量模型,选取3个不同的齿轮副等效惯量,计算传动系统固有特性和模态振型,分析不同齿轮参数下传动系统的振动特性与转角的时域响应。结果表明,减速器的转动惯量过大或过小会增加整车扭转振动频率、增加传动系统扭转振动的幅值。实验结果具有重要的理论研究价值和工程应用前景。     

考虑多齿廓偏差的大重合度齿轮动态特性研究

齿廓偏差是引起传动系统产生振动和噪声的主要因素之一,为了有效探究齿廓偏差对大重合度齿轮动态特性的影响,本文在充分考虑参与啮合轮齿齿廓偏差特点的基础上开展了大重合度齿轮动态特性研究。通过分析大重合度齿轮的啮合特点,构建了考虑不同轮齿啮合状态的大重合度齿轮多齿动力学模型。在考虑齿廓偏差构成特征的基础上,利用齿面接触分析(TCA)方法对产生的啮合误差进行了求解,并将其求解结果引入到大重合度齿轮多齿动力学模型,形成了考虑多齿廓偏差的大重合度齿轮动力学特性分析方法。在充分考虑每对轮齿齿廓偏差的基础上,分析了不同因素对大重合度齿轮动力学特性的影响。结果表明,本文的研究方法能够充分考虑到参与啮合轮齿不同齿廓偏差带来的影响,为进一步提高大重合度齿轮动态特性分析的有效性提供了参考。     

基于轮轨结构振动的车辆动力学性能研究

为了研究柔性轮对在高速旋转状态下弹性效应以及轨道的柔性结构振动对车辆运行的平稳性和安全性等动力学性能的影响,建立了轮对和钢轨的有限元模型,通过模态综合技术获取柔性轮对和柔性钢轨的模态信息,分别建立了柔性轮对和柔性钢轨接触、柔性轮对和刚性钢轨接触、刚性轮对和柔性钢轨接触和刚性轮轨接触的车辆动力学模型,对比了不同动力学模型在含有国内某干线轨道谱的情况下的动力学响应.仿真结果表明,柔性轮轨结构振动对高速动车组的直线动力学性能有明显的影响.     

双圆弧齿轮动态特性的试验研究

本文探讨了双圆8弧齿轮传动的振动，噪声的特点及与传动效率和润滑状况的相互关系以及润滑油和工作温度对振动，噪声，效率，润滑状况的影响，并从理论上对上述特点及相互关系进行了分析，本文还探讨了齿端修形对双圆弧齿轮动态特性的影响。     

N型渐开线少齿差行星传动接触齿对数的动态实测

我们采用在行星轮端面贴电阻应变片的办法对内齿轮为输出构件的渐开线少齿差行星传动进行了接触齿对数的动态实测.结果表明:虽然理论重合度ε=0.89,但实际是多对齿同时接触;而且随着载荷的增加,同时接触齿对数越多.     

基于有限元的齿轮传动系统动力修改研究

建立了考虑轮齿啮合刚度的斜齿轮传动系统弯-扭-轴-摆耦合振动有限元模型,阐述了基于有限元的动态特性灵敏度分析及结构动力修改方法.对斜齿轮传动系统耦合振动有限元模型进行了模态分析,在此基础上对系统进行了动态特性灵敏度分析,提出了一种改善动态特性的齿轮传动系统动力修改方法,为结构动力修改理论在工程实践中的应用作了有益的尝试.     

双行星排式混合动力传动系统非线性振动响应特性分析

针对一种双行星排混合动力传动系统,建立包含综合时变啮合刚度和啮合误差等内部激励以及不同动力源输出转矩和负载转矩等外部激励的纯轴向扭转非线性动力学模型。在此基础上,针对纯电动和混合动力驱动模式,采用四阶Runge-Kutta法研究系统在不同转矩激励下的非线性高频振动特性,获取不同动力源转矩分配对行星排各构件振动响应行为的影响。研究结果表明,在双电机联合驱动模式下,前行星排振动响应量大于后行星排,后行星排的振动响应波动范围大于前行星排,电机MG2应优先工作在转矩较大且较为恒定的工作区间;混合动力驱动模式下,前行星排受电机MG1影响较大,振动响应量及振动响应波动范围大于后行星排,电机MG1应保持在较为恒定的工作区间,电机MG2优先工作在较大的转矩区间。研究结果将为基于双行星排构型的功率分流式混合动力汽车系统动力学行为分析与转矩决策优化提供理论基础。