基于齿轮啮合刚度的履带车辆变速箱固有特性研究

考虑齿轮啮合刚度波动的影响，对履带车辆变速箱进行了理论建模。计算得到关于固有特性的几个结论，为系统动态响应分析提供了必要的依据，对变速箱故障诊断具有一定借鉴意义。     

基于动态啮合刚度的直齿圆柱齿轮动态特性研究

齿轮系统转速直接影响齿轮系统的动态特性,然而在啮合刚度的计算中该因素却被许多学者们忽略。为了研究转速对啮合刚度的影响,基于有限元框架使用平均加速度法提出了一种计算与转速相关的动态啮合刚度的算法,同时对不同转速下的动态啮合刚度进行仿真计算与分析,最后进一步探究了受动态啮合刚度影响后的齿轮系统所具有的相关动态特性。分析表明,动态啮合刚度始终围绕着静态啮合刚度上下波动;随着转速的增加,其波动幅度增加,振荡次数减少;随着转速的变化,动态啮合刚度计算的动态传动误差振幅相对于静态啮合刚度而言大小关系不一致,且计算的齿轮系统共振转速区间或超前或滞后于静态啮合刚度模型;动态啮合刚度影响特定转速区间的齿轮系统的振动周期。对与转速相关的动态啮合刚度的研究可为直齿圆柱齿轮传动性能的改善及减振降噪提供参考。     

细高齿齿轮啮合刚度及动态特性研究

为了研究细高齿齿轮的振动特性,以一对标准齿齿轮和细高齿齿轮为对比研究对象,建立直齿轮传动系统平移-扭转动力学模型;采用有限元方法求解细高齿齿轮的时变啮合刚度,分析了负载对刚度的影响规律;通过Newmark-β时间积分法计算齿轮的振动响应,对比标准齿齿轮和细高齿齿轮传动系统的轴承动载荷及齿轮啮合激励,求解了不同转速下两对齿轮系统的输入、输出轴承动载荷。结果表明,细高齿齿轮啮合为两齿-三齿交替接触,刚度变化减弱;轴承动载荷波动幅值较标准齿大幅降低,啮合频率及其倍频幅值明显下降,轮齿间啮合力减小。     

基于动态啮合力刚度的剥落齿轮动力学建模及动态特性研究

齿轮在啮合传动的过程中,常会产生齿轮轮齿表面剥落等故障,影响齿轮正常传动.而目前剥落齿轮动力学模型大多基于恒定载荷计算啮合刚度,未考虑啮合刚度与动态载荷之间的非线性关系,难以真实反映齿轮传动的啮合状态.针对该问题,构建了一种新的剥落齿轮动力学模型.该模型的啮合刚度通过动态载荷与齿轮动力学模型相互耦合,动态表达齿轮剥落啮...     

实际重合度对啮合刚度及齿轮动态响应影响研究

为了研究实际重合度对啮合刚度及齿轮动态响应的影响,使用三维建模软件SolidWorks建立齿轮啮合装配模型,将模型导入有限元软件ANSYS Workbench的瞬态动力学模块中,用准静态的方法求出了不同工况下的啮合刚度,分析了实际重合度对啮合刚度的影响。接着使用MATLAB在两组工况下,分别对实际重合度与理论重合度的齿轮副动力学模型进行数值仿真,发现两者的动态响应有所区别,表明在进行齿轮动力学分析时,应根据具体的工况确定实际重合度,使分析更加精确。     

斜齿圆柱齿轮传动的静态啮合刚度和动态啮合刚度

本文根据齿轮啮合原理，推导出斜齿圆柱齿轮啮合瞬时接触线长度的计算方法。根据斜齿轮啮合的轮齿弯曲变形影响函数和接触变形影响函数［１］、［２］、［３］，计算了斜齿圆柱齿轮的轮齿变形和单对齿刚度；并导出斜齿轮的静态啮合刚度和动态啮合刚度的计算式。最后通过实例计算分析了齿轮误差和参数对啮合刚度的影响。     

基于规划法的弧齿锥齿轮扭转啮合刚度特性研究

弧齿锥齿轮的扭转啮合刚度计算是进行其动态特性分析的基础。笔者结合线性规划法与有限元法,在轮齿承载接触分析的基础上,建立了弧齿锥齿轮副的扭转啮合刚度计算方法。在将弧齿锥齿轮承载接触问题转化成线性规划问题时,引入了轮齿接触柔度张量和齿对差异向量,使接触模型更加精确。利用该方法求解了弧齿锥齿轮的扭转啮合刚度,并分析了同一扭矩下扭转啮合刚度随主动轮转角的变化,以及不同扭矩下扭转啮合刚度的变化规律。     

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。     

时变刚度渐开线直齿轮啮合冲击响应的研究

由于渐开线齿轮啮合刚度的时变性,传动齿轮的振动具有非线性振动的性质。文章将啮合冲击区分成若干微区段,视各微区段啮合刚度为定值,采用时域方法辨识出相应模态参数,用直线拟合固有频率分布曲线,从而提出一种新的计算啮合冲击响应的方法,其计算结果与实验值相符,并给出了用固有频率作敏感因子诊断轮齿裂纹故障的例子。     

裂纹齿轮啮合刚度的劣化特性

基于轮齿的变截面阶梯悬臂梁假设,综合考虑轮齿弯曲、基础变形、接触变形等因素,首先,建立了健康齿轮时变刚度的计算模型,利用解析法与有限元仿真对比研究,获得了健康齿轮啮合刚度的分布曲线;然后,基于线弹性断裂力学前提下的齿根裂纹扩展路径,建立了包含不同尺度裂纹的有限元模型;最后,针对不同长度的裂纹齿轮,计算获得了1.5个啮合周期内的刚度曲线,从而建立了裂纹尺寸与刚度劣化特性的影响关系。通过对比单、双齿不同啮合区内的劣化规律,表明单齿啮合区由于单齿承载,其劣化程度明显高于双齿啮合区。此外,啮入阶段与啮出阶段的双齿啮合区劣化特性也存在一定差异。     

基于齿轮时变啮合刚度的转炉倾动机构固有特性研究

在分析倾动机构结构特点的基础上,应用分析力学理论建立了某厂300t炼钢转炉全悬挂倾动机构的12自由度扭振动力学模型;对其耳轴悬挂大齿轮和与之啮合小齿轮的时变啮合刚度进行了二次抛物线拟合和计算分析,得到啮合刚度的变化曲线;在考虑时变啮合刚度的情况下计算了系统的固有频率。结果表明,系统固有频率发生时变,且与时变啮合刚度具有相同的变化趋势;时变啮合刚度对系统高阶固有频率影响较大,对分析系统高频段异常振动与故障诊断具有积极意义。     

基于啮合刚度的传动链转角误差研究

以国内某新型曲轴加工机床为研究对象,研究齿轮啮合刚度对传动链转角传递误差的影响。传动链由直齿轮系统和行星差速器系统组成,分别建立了齿轮啮合刚度动力学模型,得到了传动链的总模型。结合相关的设计数据对传动链动力学模型的转角传递函数进行了求解,并对传递函数进行响应性分析,得出了转角误差的变化规律:在啮合刚度影响下的转角传递误差是一个恒定值。     

基于势能法的两级斜齿轮系统时变啮合刚度计算与动态特性研究

针对多级斜齿轮动力学研究中的时变啮合刚度准确计算与其波动值定量分析等现实问题,以某电动汽车用减速器两级斜齿轮为研究对象,基于势能法计算不同螺旋角β下各级齿轮副的时变啮合刚度。首次提出由螺旋角等齿轮参数决定的参数τ,定量分析表明,当τ值越小时,时变啮合刚度波动值ΔK越小。建立包含12自由度的两级斜齿轮系统集参模型,研究不同螺旋角下系统的动态特性。结果表明,当β为15°时,系统各项动态性能均较好,此时各级齿轮副的τ和ΔK均较小,验证了通过参数τ准确预估ΔK进而预判齿轮系统动态性能的可行性与准确性。     

基于ADAMS的叉车变速箱动态特性分析

以某CPC30型叉车变速箱为研究对象,利用三维建模软件SolidWorks建立模型,将其导入ADAMS中并对其前进1挡工况进行动力学仿真分析,得到发动机最大工况下齿轮啮合力的时域图和频域图。通过对比分析,仿真值与理论值基本吻合,验证动力学模型的正确性。利用STEP函数来模拟发动机对叉车变速箱的驱动,采用不同的加载时间,得到各自加载方式下的动态载荷。研究的结果对叉车变速箱传动系统的校核、优化、振动特性以及平稳性等具有一定的指导意义。     

液压机械无级变速箱动态特性研究

分析液压机械无级变速箱的工作原理,研究一种适合水、旱两用大功率拖拉机的液压机械无级变速箱。依据水、旱两用拖拉机复杂的多工况作业要求设计液压机械无级变速箱方案,并基于Matlab软件平台,对该液压机械无级变速箱部分动态特性进行仿真分析。仿真结果表明配备本液压机械无级变速箱的水、旱两用大功率拖拉机能够满足在水田和旱田中边行驶边工作的要求,实现连续无级变速。     

轿车变速器系统总成模态特性及动态啮合响应仿真

以某型国产轿车变速器传动系统为研究对象,建立了完整的变速器齿轮轴系和箱体有限元模型,考虑部件之间的耦合关系得到了变速器总成固有特性。采用显式动态有限元法对变速器一挡工况进行仿真,深入分析了变速器工况参数对输入、输出齿轮最大啮合应力的影响。该研究可为寻找变速器总成产生振动的敏感部位和动力学优化设计提供依据。     

考虑时变啮合刚度的风机传动链动态性能

针对大型风力发电机组齿轮传动链动态刚度引起的机组结构振动问题,综合轮齿弯曲变形、齿根过度圆角处的基体变形和接触变形等因素,建立齿轮时变啮合刚度的量化分析模型,并与有限元动态啮合模型对比验证理论模型的正确性。在此基础上考虑齿轮时变啮合刚度和轴扭转刚度推导1.5 MW风力机传动链的动态总刚度,用于分析传动链在动态刚度下固有特性变化规律及传动链临界转速对动态刚度参数的敏感性,量化显示动态刚度幅值变化引起的临界转速波动。研究表明,齿轮时变啮合刚度的波动会引起传动链临界转速的不稳定,增大时变刚度幅值会引起转子系统临界转速的升高,但总体上啮合刚度波动对临界转速的影响处于非敏感区。本研究对揭示风力机齿轮传动链的内部刚度激励机理和实现系统动态性能优化设计提供理论依据。     

基于热变形的摆线钢球啮合副啮合刚度分析

为研究摆线钢球啮合副热变形对精密钢球传动动力学性能的影响,应用格林函数法求解摆线钢球啮合副接触点热变形,分析系统参数对热变形的影响。根据啮合副热变形引起的行星盘转角变形,推导出啮合刚度系数表达式,分析影响啮合刚度系数变化规律的因素。建立啮合副有限元单齿模型,通过热结构耦合对啮合副热变形有限元仿真。结果表明外摆线槽热变形高于内摆线槽,最大热变形出现在外摆线槽三分之一齿高附近,热啮合刚度系数小范围内近似呈正弦函数规律周期性变化,系统参数对热变形和热啮合刚度系数影响较大。本研究为精密钢球传动热动力学分析提供理论基础。     

考虑齿面接触特性的直齿轮啮合刚度研究

齿轮副啮合刚度的周期性变化是齿轮系统产生振动的主要内部激励,以直齿圆柱齿轮副外啮合模型为研究对象,考虑齿面接触特性对齿轮刚度的影响,建立齿轮副接触分析有限元模型,计算轮齿啮合刚度,讨论了齿轮在发生轴向偏载以及受到不同负载情况下,齿轮啮合刚度变化的情况。针对接触区域应力分布情况,探究啮合刚度的变化原因。讨论刚度变化原因和研究分析发现:在齿轮发生轴向偏载的情况下,随着轴向偏载的增大,齿轮啮合刚度逐渐减小。对啮合齿轮施加不同的负载时,随着负载的增大,齿轮啮合刚度呈线性趋势逐渐增大,增大到一定的情况后,啮合刚度趋于平缓。