双输入圆柱齿轮动力分流传动系统的静力学均载特性研究

针对双输入圆柱齿轮动力分流传动系统,建立了传动系统的静力学分析模型,模型中考虑了齿轮副的啮合变形、齿轮中心的横向变形、双联齿轮轴的扭转变形、齿轮安装误差和支撑刚度等因素。根据传动系统的力矩和力平衡条件,以及其闭环结构的变形协调条件,建立了系统的静力学平衡方程,求解了系统各分支双联齿轮轴的转矩及各分支均载系数,获得了安装误差、安装角、双联齿轮轴扭转刚度对系统均载系数的影响规律。研究结果表明,误差具有累加作用,各误差综合作用时系统均载系数显著增大,并车级齿轮安装误差对系统均载性能的影响大于分扭级;在该组参数条件下,两输入安装角为166°左右时,系统左右输入均载系数相等;降低双联齿轮轴扭转刚度有助于提高系统均载性能,合理配置分扭级安装角和双联齿轮轴扭转刚度差值有利于进一步改善均载性能。     

基于啮合特性直齿锥齿轮分支传动静力学均载分析

为了改善直齿锥齿轮分支传动系统性能,提出基于啮合特性的静态均载分析方法。通过建立考虑中心轮安装误差的单级分支系统多体齿轮齿面接触分析(MTCA)方法,获得各齿轮副初始接触间隙;计及该间隙引起的啮合偏差,采用集中参数法主要考虑中心轮的浮动特性,建立考虑其支撑变形、各齿轮扭转变形相互耦合的静力学平衡方程,获得各分支均载系数,分析了载荷、安装误差、支撑刚度等对系统均载系数的影响。结果表明,随支撑刚度、安装误差的增大,均载系数逐渐增大,轴向对正误差和偏置对正误差对均载系数的影响是等效的;随转矩的增加,均载系数逐渐减小;各分支齿轮副的几何传动误差大小反映了均载系数变化规律,即齿面初始间隙越大,承担的载荷越小。研究结果为高精度直齿锥齿轮分支系统的均载分析提供了理论参考。     

中心构件浮动对行星传动系统均载特性的影响

为探讨2K-H行星齿轮传动系统的均载性能,建立了考虑时变啮合刚度、综合啮合误差等非线性因素的平移-扭转耦合动力学模型,推导了系统的无量纲化18自由度的微分方程组。通过求解微分方程组,分析中心构件的支承刚度以及间隙浮动对行星轮系均载性能的影响。结果表明,在一定范围内,随着中心构件支撑刚度的减小与轴孔间隙的增大,构件的浮动量增大,系统的均载系数减小。     

功率分流式齿轮系统均载特性影响因素分析

为了提出功率分流式齿轮系统有效的均载方法,对其进行了均载特性影响因素分析。采用动力学分析方法,建立了功率分流式齿轮系统动力学模型,通过对齿轮副特征矩阵进行装配快速的形成了系统动力学方程,并对动力学模型中激励参数的计算进行了分析。通过定义均载系数衡量均载性能,啮合误差、耦合刚度、支撑刚度和转速被认为是影响均载的主要因素,分析了其对均载系数的影响规律。研究得出:减小啮合误差和耦合刚度、增大支撑刚度,以及选取合适的工作转速有利于提高功率分流式齿轮系统的均载性能。提出的有效均载方法包括:提高加工精度,设计合理结构使系统具有软耦合、硬支撑,选取合适工作转速。     

一种可变支撑的船舶艉轴试验台动力学特性研究

为了反映大型船舶船体变形对艉部结构支撑刚度的影响,设计了艉轴-油膜-艉部系统试验台,建立了动力学模型,分析了不同支撑刚度下的艉轴动力学特征,总结了支撑刚度对艉轴振动特性的影响。结果表明,艉轴系统的动力学特性会随艉部结构支撑刚度的变化而发生较大改变,艉轴最大振幅随艉部结构支撑刚度的减小而增大。     

同轴面齿轮传动系统动态均载特性研究

基于集中质量法建立了同轴面齿轮传动系统弯扭耦合动力学模型,定义了系统动态均载系数计算方法,将均载系数与TRP试验结果进行对比,验证均载计算方法的可靠性,并开展齿轮支撑刚度对系统动态均载特性影响规律的研究.结果表明:输入齿轮支撑刚度对系统输入、输出端均载系数均影响较大,适当减小输入齿轮支撑刚度有利于改善系统的均载性能;惰轮支撑刚度对系统输入端均载系数影响较大,对输出端均载系数影响较小;面齿轮支撑刚度变化对系统输入、输出端均载系数影响均很小,系统均载性能变化不大.     

基于动力学的分扭传动系统均载特性分析

以提高分扭传动系统的均载性能为目的,采用动力学分析方法研究系统的均载特性。建立了齿轮副特征矩阵和齿轮间耦合刚度矩阵,通过矩阵拼装得到了分扭传动系统的动力学方程。定义了系统均载系数,计算得到直齿轮和人字齿轮的啮合刚度,给出了由于安装误差造成的齿轮啮合时的误差表达式。研究得出:各构件单独存在安装误差时,不同构件对系统均载系数影响不同;各构件同时存在安装误差时,构件间对系统均载系数的影响可能被抵消;两级传动间连接的扭转刚度对系统均载系数影响较大。结果表明,可以通过调节某一构件的安装误差或减小两级传动间连接的扭转刚度提高系统的均载性能。     

太阳轮支承刚度对行星齿轮系动力学均载特性的影响

建立了行星齿轮传动系统的动力学均载模型,模型中考虑了系统的综合啮合误差和时变啮合刚度。分析了太阳轮的支承刚度对行星齿轮系动力学均载的影响。计算结果表明,太阳轮的支承刚度对系统的均载影响比较大;随着支承刚度的增大,系统的均载系数增大。减小太阳轮的支承刚度,可以改善系统的均载性能。     

考虑行星销柔性的轮毂减速器均载性能研究

以分布式电驱动轮毂减速器为对象,应用有限元法求解行星轮轴承支承刚度和柔性销轴支承刚度。将行星轮轴承刚度与柔性销轴支承刚度引入集中参数动力学模型,建立综合考虑行星销轴柔性、时变啮合刚度、时变啮合阻尼、综合误差的动力学模型,探究了均载系数与综合误差、销轴柔度的关系。通过比较两种行星销轴支承结构下行星传动系统的均载系数,表明所提出的柔性销轴结构能够提升系统均载性能。研究结果为行星齿轮减速器均载性能提升及结构优化提供了理论依据。     

安装误差对功率三分支传动均载特性的影响

功率三分支传动系统由功率双分支闭锁轮系和行星轮系组成,为了揭示功率三分支传动系统的载荷分配机理,建立了功率闭环特性下的各齿轮扭转角位移协调条件、力矩平衡条件、弹性支承条件,得到系统的均载系数,分析了安装误差、浮动、扭转刚度对均载系数的影响。结果表明,安装误差是影响均载特性的主要因素,误差越大,均载性能越低;太阳轮和内齿圈同时浮动时,均载系数在0.96~1.04波动,载荷分配在±5%以内,可以较好的改善均载性能。     

“分扭-并车”传动系统均载弹性轴扭转刚度精确计算

直升机主减速器齿轮"分扭-并车"传动系统中,弹性轴的扭转刚度对传动系统的均载性能有重要影响,并与其花键联接段的扭转刚度密切相关。为精确计算均载弹性轴的扭转刚度,结合Lisp语言编程及ABAQUS有限元软件的建模功能,建立了带有渐开线花键联接的弹性轴有限元精确模型,通过模型分割及有限元分析计算,求得弹性轴扭转刚度的精确值。通过对比精确计算与工程简化计算所得到的弹性轴扭转刚度值,表明了精确计算的有效性和可靠性。     

伺服平台消隙齿轮刚柔耦合动力学特性的研究与分析

为了研究消隙齿轮系统的动力学特性,提高伺服平台的传动精度和稳定性。用ADAMS多体动力学软件建立消隙齿轮系统刚柔耦合的动力学模型,并建立伺服平台物理样机,对消隙齿轮系统的相关特性进行了研究。结果表明,输出转速和转角的偏差均值随输入转速以及轴间偏移量的增加而增大,随拉簧刚度的减小而增加;消隙时间随输入转速的增加而快速减小,随轴间偏移量的增加而增大;谐振频率随轴间偏移量的增加而减小。实物试验与仿真实验结果的误差很小,验证了动力学仿真的准确性。     

面齿轮功率分支传动系统的转矩分配研究

为了研究安装误差、支撑变形对面齿轮功率分支传动系统转矩分配的影响,提出了面齿轮功率分支传动系统的转矩分配计算方法。首先通过转矩平衡方程和变形协调条件建立了面齿轮功率分支传动系统的转矩分配模型,变形协调条件与齿轮副的时变啮合刚度直接关联;其次对面齿轮传动进行了受力分析,由此阐述了支撑系统的变形,并将支撑变形转化为齿轮的安装误差;再次通过齿面接触分析和轮齿承载接触分析,将齿轮副的啮合刚度拟合为载荷的函数;最后提出了系统均载系数的计算方法。数字计算实例表明,在安装误差和支撑变形的综合作用下,系统两个分支的均载系数分别为0.55和1.45,当小齿轮径向支撑变形(a_(x1))取-692.3μm时,两个分支的均载系数为0.987 0、1.013。因此小齿轮径向支撑变形(a_(x1))可以在一定程度上抵消安装误差、支撑变形对转矩分配不均等的影响。     

考虑星轮个数及间隙的行星传动动态均载特性

为研究星轮个数及间隙对行星传动系统动态均载特性的影响情况,基于集中参数理论,考虑了误差、支撑刚度、载荷及间隙等因素,建立了中心轮浮动式行星传动系统的动力学模型;采用Runge-Kutta数值方法对模型进行求解,建立了星轮个数、间隙与均载特性的影响关系。结果表明,随着齿侧间隙的变化,均载系数快速下降后趋于平缓,且齿侧间隙具有补偿作用,减弱了行星轮增多导致的分配不均现象,提高了系统的均载特性;随着支撑间隙增大,均载系数几乎以恒定速度快速下降后保持不变,且支撑间隙使得系统处于浮动传动状态,具有较好的均载特性;小转矩时,系统对间隙敏感程度高,可以有效缓解误差所引起的分配不均问题;随着转矩增大,误差激励受到抑制,均载性能提高。     

兆瓦级风电齿轮增速箱动力耦合系统动力学建模及分析

以载荷分流式两级行星加一级平行轴风电齿轮增速箱为研究对象,考虑了低速级、中速级和高速级上行星齿轮机构和平行轴齿轮的啮合刚度、支撑刚度、扭转耦合刚度,建立了考虑径向和扭转偏差的动力学模型。分析该模型的固有特性,将振型分为位移振动模态和扭转振动模态,并得到各模态振动特点。改变各级之间扭转耦合刚度数值大小,得到了扭转耦合刚度数值变化对低速级与中速级和中速级与高速级之间耦合振动状态的影响规律。通过改变各级之间构件的连接方式,可以减小或者避免各级齿轮在耦合振动工况下运行。     

啮合相位对人字齿行星齿轮传动系统均载的影响

基于集中参数法建立了人字齿行星齿轮传动系统平移-扭转耦合非线性动力学模型,模型中考虑了人字齿行星齿轮传动系统多重啮合间相位关系,提出了计入啮合相位的时变啮合刚度,综合考虑了各构件的支撑刚度、误差激励。研究了啮合相位对人字齿行星齿轮均载的影响,结果表明:理想啮合状态下,均布式人字齿行星齿轮系统中,啮合相位系数为0时,系统均载系数为1,同时抑制了系统平移振动;非均布式人字齿行星齿轮系统中,啮合相位系数为0时,系统均载系数为1,同时抑制了部分平移振动。无啮合相位差的人字齿行星齿轮系统均载系数较相位差不为0时小。微调行星齿轮的几何相位,不改变系统传动比及尺寸;调整行星齿轮齿数关系,虽系统的传动比及尺寸略有变化,但系统的均载系数更小,同时抑制系统了平移振动。在单级人字齿行星齿轮试验台上对不同啮合相位的行星齿轮系统进行了均载试验研究,验证了理论分析结果的有效性。     

轴承预紧力作用下的行星齿轮动态载荷研究

为分析轴承预紧量对高速重载行星齿轮传动系统接触性能影响,建立高速重载行星齿轮传动动力学模型,考虑轴承预紧量因素,分析行星销轴承预紧量对系统支撑刚度、齿面啮合性能、系统均载影响。结果表明:行星销轴承预紧量影响行星销支撑刚度、齿面啮合性能、动态均载,从负游隙到正游隙系统支撑刚度减小,齿轮副的啮合载荷最大值减小,系统的均载系数减小。研究结果可为优化高速重载行星齿轮传动的轴承预紧量提供支撑。     

星轮支承刚度对两级星型齿轮传动系统均载特性的影响

为揭示两级星型齿轮传动系统星轮载荷分配机理,提高星型齿轮传动系统承载能力,提出双联齿轮弯扭耦合振动边界条件,建立考虑双联星轮横向振动的弯扭耦合动力学模型,研究星轮支承刚度对系统均载特性的影响规律.研究结果表明:考虑星轮横向振动的均载分析模型消除了星轮支承刚度足够大的假设,与实际模型更接近;减小星轮支承刚度可以明显改善系统均载性能,且星轮2支承刚度的影响大于星轮3.     

一种带空气悬架的剪式驾驶员座椅振动特性仿真研究

提出了一种将空气弹簧作为弹性元件的剪式驾驶员座椅系统方案,采用动力学仿真软件ADAMS建立了该系统的多体动力学仿真模型,模型中的空气弹簧用实际空气弹簧非线性刚度曲线转化的一元力描述。基于此模型,仿真研究了座椅悬架系统动态特性随激励频率和等效簧载质量变化的规律。研究结果表明,位移传递率η在隔振区则随m的增大而减小;当激励频率较低时,等效簧载质量m对加速度均方根值几乎没有影响;当激励频率增大到一定值后,随着等效簧载质量m的减小,响应加速度均方根值增大;响应的位移和加速度与激励相比较,响应均滞后激励约1/8个周期。     

海洋平台升降装置的齿轮齿条均载特性研究

针对自升式海洋平台齿轮齿条升降系统齿条两侧受力存在偏差的问题,建立其动力学模型并进行分析,研究了在载荷、压力角和模数变化的情况下,小齿轮均载的变化趋势。研究结果表明,小齿轮的均载系数随着升降载荷、压力角的增大而减小,均载系数在1.067~1.082之间变化;小齿轮的均载系数随着模数的增加呈现先增大后减小的趋势,当模数为100 mm时小齿轮的均载系数最大。