齿轮结构振动幅射噪声机理研究

依据弹性理论建立了齿轮的弹性体力学模型,进行了弹性动力学分析,得出了齿轮体的固有特性和振动响应,推导了弹性体振动模态参数和声学模态参数之间的定量关系,从而得到齿轮结构振动声幅射特性参数和声功率的大小,并用实验数据进行了验证,可用于地齿轮自鸣噪声进行计算。     

齿轮圆板振动声辐射特性研究

应用厚壁板理论,建立了齿轮的弹性体力学模型,进行了弹性动力学分析,推导了弹性体振动模态参数和声学模态参数之间的定量关系,从而得到了齿轮结构振动声幅射特性参数,并用实验数据进行了验证,为齿轮圆板振动声辐射计算奠定了基础。     

高速动车组齿轮传动系统振动特性

齿轮传动系统是高速动车组传递动力的关键结构,对车辆运行安全性和结构振动及其受载特性有重要影响,研究高速列车传动系统的动力学性能对提升高速动车组技术、提高车辆系统稳定性和安全性等具有重要意义。采用有限元法、自由度缩减理论以及多体动力学理论,建立了包含齿轮传动系统振动的国内某型高速动车组刚柔耦合系统动力学模型。模型中,车体和轮对处理为刚体,构架和齿轮副处理为弹性体。在验证模型齿轮副啮合特性基础上,研究了多种工况下传动系统的动力学性能及其与车辆系统主要部件之间的动态相互作用,获得了传动系统载荷及其对车辆系统主要部件振动的影响特性。结果表明,轨道激扰和车辆运行速度对传动系统振动有明显影响,传动系统振动对构架、齿轮箱以及电动机振动等有一定的影响。建立的高速车辆-传动系统耦合振动模型,突破了传统轨道车辆动力学模型模式,对深入研究高速动车组传动系统振动特性具有重要作用。     

齿轮系统耦合振动的理论分析与试验研究

利用机械振动理论、动力分析有限元法,结合齿轮啮合理论,配合有关试验手段,研究斜齿轮系统耦合振动的动力学建模问题,同时进行结合部参数识别。对齿轮—传动轴—箱体系统在耦合振动条件下的动力学特性进行全面分析,为齿轮的动态特性优化提供理论基础。     

齿轮结构振动固有特性研究

建立了齿轮的弹力体力学模型,按照厚壁板理论建立了弹性体振动微分方程,分析了齿轱本体弹性的振动固有特性,并与实验结果进行了对比分析。给齿轮本体的结构振动分析提供了一种研究方法,为齿轮噪声辐射特性的研究奠定了基础。     

渐开线弧齿圆柱齿轮有限元模态分析

为了改善渐开线弧齿圆柱齿轮的工作状态,避免其在传动系统中因激励而产生共振,建立弧齿轮的三维模型并导入ANSYS Workbench进行有限元模态分析。对渐开线弧齿圆柱齿轮的振动特性进行研究,从而分析获得该齿轮在低阶模态下的主振型和固有频率。分析不同参数下固有频率的变化规律,为齿轮设计参数提供了参考依据,为该齿轮传动系统的振动特性分析、振动故障诊断与预报以及齿轮的动力学特性分析提供理论支持。     

人字齿轮系统振动传递分析优化与试验验证

为了有效分析人字齿轮传动系统振动传递特性、合理预估箱体结构振动噪声,建立考虑箱体内润滑油流固耦合的齿轮箱有限元模型,将文献[5]计算分配到各支撑轴承的时变动态载荷施加到箱体各轴承孔中心耦合参考点,由ANSYS软件的瞬态动力学分析模块对齿轮箱进行动态响应分析,对得到的齿轮箱考察结点结构振动加速度进行预估。选取改进的自适应遗传算法对人字齿轮小轮齿面进行多动力学目标的齿面三维优化设计,优化结果表明在给定优化载荷工况下,轮齿端面啮合线方向相对振动加速度及齿轮箱体机脚参考点结构振动加速度均得到明显下降。搭建人字齿轮传动系统封闭功率流试验台,利用海德汉圆光栅编码器高精度特性对人字齿轮端面啮合线向相对振动进行测量,加速度计测量箱体轴承座、箱体机脚位置振动加速度,以此验证人字齿轮动力系统振动传递理论及齿面三维修形减振效果。     

钢/塑齿轮组合行星传动的振动特性

为了深入了解钢质行星齿轮传动系统引入塑料齿轮后的振动特性,建立钢/塑齿轮组合行星传动的动力学分析模型和试验模型,对SNS、SSS、SSN和NSS四种钢/塑齿轮组合行星传动的振动特性进行理论分析与试验研究,分析组合方式对行星传动振动特性的影响。数值仿真与试验研究结果表明:塑料齿轮的引入对行星齿轮传动的振动特性影响很大,显著地减小了太阳轮与行星轮和内齿圈与行星轮的啮合动载荷;有效地抑制了行星齿轮传动的齿轮啮合频带振动和高频带振动;组合方式对行星齿轮传动的振动特性影响显著,合理地采用钢/塑齿轮组合行星传动结构可以极大地降低啮合动载荷,从而有效地抑制传动系统的振动和噪声。     

转炉减速器齿轮传动系统振动分析

通过建立齿轮振动弹性体模型,并确定转炉减速器主、从动齿轮无量纲系数,建立了齿轮动力学模型。在确保收敛精度的基础上,利用变步长四阶龙格库塔法数值计算方法,对转炉减速器主、从动齿轮的非线性弹性体振动进行了分析研究,比较了齿轮系统的速度和位移无量纲曲线。仿真结果为转炉扩容齿轮减速器计算提供了基础。     

履带车辆齿轮传动系统非线性振动特性研究

以齿轮系统动力学和非线性振动理论为基础,针对具有齿侧间隙和时变啮合刚度的某履带车辆齿轮传动系统,建立单自由度齿轮系统非线性振动模型,通过数值仿真方法求解并分析在不同档位下的振动特性,并对其在某些变量参数下进行了振动特性研究,所得结果既反映了动力学性能,又为下一步进行多自由度齿轮系统的非线性振动研究提供了有力的依据.     

含间隙的斜齿轮副扭振分析与试验研究

建立了科齿轮副的间隙型非线性扭振模型，其中考虑了斜齿轮副的啮合综合误差，齿侧间隙和时变啮合刚度。采用三维有限元法计算了斜齿轮副啮合刚度，用三次样条插值拟合得到时变啮合刚度函数。用数值积分方法对系统的非线性动力学微分方程进行了求解，获得了斜齿轮副在外转矩作用下受静态传动误差激励的非线性稳态强迫响应，并对系统的动态响应进行了测试，试验和理论计算结果了一致性证实了本文所提出模型和解法的正确性。     

弹性支承下弧齿锥齿轮实验台设计及其动态特性分析

现代航空发动机大多采用弹性支承,为了掌握弹性支承对弧齿锥齿轮传动的动态特性影响规律,需要开展弹性支承下弧齿锥齿轮的实验研究.设计并搭建了弧齿锥齿轮实验台,采用挠性套筒与刚性套筒相结合实现弹性支承刚度的连续变化,避免了拆卸转子造成的锥齿轮副安装位置的变化.建立了弹性支承下弧齿锥齿轮实验台的振动方程,并对齿轮副啮合刚度进行了数值计算,获得了啮合刚度的回归公式.针对不同外激励频率和支承刚度,计算了齿轮轴心振动位移和振动速度,得出在ω=2 300 Hz时主动齿轮振动最大的结论,为进一步的实验研究奠定了基础.     

矿用电机车冲击重载齿轮的弹性结构设计及动态特性分析

根据矿用电机车齿轮副在外部动态尖峰激励作用下,大齿轮频繁断裂的问题,提出一种弹性齿轮结构,以缓解动载荷对齿轮的刚性作用,提高齿轮的实际寿命。利用ANSYS软件,进行有限元分析和动态模拟,其研究结论对于提高齿轮承受尖峰载荷的能力及弹性齿轮的进一步研究具有实际意义。     

渐开线直齿圆柱齿轮的刚度精密分析方法及其影响因素探讨

在齿轮传动中,轮齿的弹性变形引起的刚度激励和啮合冲击是齿轮啮合的主要动态激励之一,所以确定轮齿的弹性变形一直是齿轮动力学的重要任务。但是轮齿的弹性变形及其啮合过程变化较复杂,精确计算困难。我们用有限元法对不同齿数、载荷、加载位置及圆角半径的齿轮受载后的弹性变形进行了大量的计算,且将有限元模型多次细化网格作收敛验证,验证结果收敛。将计算数据与实测值进行对比,证明了有限元的准确性和精确性。在详尽分析计算结果的基础上,找出了影响直齿外齿轮变形挠度的6个主要参数,并且将这些参数与变形的关系拟合曲线,找到了相关的规律。     

齿轮减速器扭振特性实验辨识及简化动力模型研究

本文通过对二级齿轮减速器扭振特性的实验测定，识别了系统的动力学参数。在此基础上提出用三质量弹簧简化模型代表复杂齿轮减速器的方法，并对简化模型的特性参数进行了辨识，为齿轮传动系统的动力学分析，提供了一种有效的分析方法。     

M-DOF dynamic model for load sharing behavior analysis of PGT

A Multi-degree-of-freedom (M-DOF) nonlinear dynamic model for n-pinion Planetary gear train (PGT) is presented in this paper to investigate load sharing behavior of planet gears. In this dynamic model, manufacturing and assembly errors, elastic deformation and time-varying mesh stiffness are considered. Two sets of elastic compatibility equations are proposed to describe compatibility relationship between displacements, errors and elastic deformations. By means of Ishikawa formula, time-varying mesh stiffness of the gear pair is determined. The dynamic motion equations are solved with Runge-Kutta numerical integral method, which yields the displacements and deformations of each component. With the model, dynamic load sharing behavior of planet gears is evaluated. An example of 3-pinion PGT dynamic modeling is included, for which the influence of floating sun gear and adding flexible planet pin on the load sharing characteristics is analyzed.     

直升机旋翼传动系统固有振动特性的研究

在不同的转速条件下对旋翼传动系统的扭振响应进行了测量，从而对整个系统的固有振动特性进行了在线辨识，并与理论分析结果进行了对比。分析结果表明，带有旋翼的齿轮传动系统具有不同于其它齿轮传动系统的特性，即其动态特性随转速不同而发生变化。这为该类齿轮传动系统的动态设计及动力学分析提供了依据。     

Contact finite element method for dynamic meshing characteristics analysis of continuous engaged gear drives

The dynamic meshing characteristics of gear drives have been a major concern in the design of power transmission systems as they affect vibration, acoustic noise, durability and efficiency. Gaining a more comprehensive understanding of the dynamic meshing characteristics of continuous engaged gear drives is a key to the development of power transmission systems. In this paper, a dynamic contact finite element analysis method, considering the variation of the engaged teeth pairs, the loaded elastic and contact deformations, and the sliding friction, is presented for the dynamic meshing characteristics analysis of continuous and elastic engaged gear drives. Various kinds of continuous engaged gear models under low and high speed condition are simulated and compared using the presented method. The tooth profile modification was designed based on the simulation results. Moreover, the effects of the tooth profile modification, the sliding friction and the time-varying meshing stiffness upon the dynamic meshing characteristics of continuous engaged gear drives are discussed in detail. The results show that the method is not only effective in designing and evaluating the tooth profile modification, but also in studying the dynamic meshing characteristics of continuous engaged gear drives with realistic time-varying meshing stiffness and tooth sliding friction. The present method could provide an effective tool for vibration mechanism study and dynamic design of the continuous engaged gear drives considering more influence factors.