机电复合传动高线速转子-行星齿轮系统耦合振动特性

机电复合传动系统作为未来传动形式的主要发展方向,有着传递功率大,运转速度高等特点。在运行过程中转子自身由于高转速所带来的振动会与行星齿轮啮合时产生的振动相互影响,从而形成转子-行星齿轮系统耦合振动过程。建立了机电复合传动转子-行星齿轮系统耦合振动动力学模型,分析了不同转速下转子-行星齿轮系统振动特性,开展了转子-行星齿轮系统模态分析并将模态分析结果与振动特性进行了对比,通过研究转子-行星齿轮系统的振动特性,揭示了系统振动随转速升高而增大,在经过一定转速区间时振动会维持在一定水平内,随着转速继续升高,系统振动又将逐渐增大。通过研究得到了齿轮系统与驱动电机转子耦合作用下的振动特性,为机电复合传动系统高速化设计提供了理论依据。     

考虑阻尼和行星传动齿轮啮合刚度的动力传动系统动态特性

基于阻尼、齿轮啮合刚度的动力传动系统动态特性研究,可以更加准确、全面获取动力传动系统的固有特性,为动力传动系统优化匹配和系统动力学参数优化设计奠定基础.基于拉格朗日方程建立考虑发动机、联轴器等部件的阻尼参数、行星传动齿轮啮合刚度扭振动力学模型.通过复模态求解,对动力传动系统固有模态(复特征值、复特征向量)的物理意义,以及阻尼对系统固有特性的影响进行了分析.创新性地提出了复模态振型的表示方法,理论计算分析证明阻尼对动力传动系统固有特性的影响不容忽视.考虑阻尼参数,可获取更加准确的动力传动系统固有特性计算结果,支撑动力传动系统开展优化匹配;动力传动系统行星排考虑齿轮啮合刚度,可提取行星排齿轮传动固有特性,为行星传动固有特性与齿轮自激励优化匹配奠定基础.考虑阻尼和齿轮啮合刚度的动力传动系统动态特性研究具有一定实用价值.     

齿轮传动系统固有特性和动态响应分析

在综合考虑刚度激励、误差激励耦合作用的基础上,首先利用Romax软件建立齿轮传动系统动力学模型,然后采用Romax软件的动态分析模块对齿轮系统进行了固有特性和动态响应分析,得出了齿轮系统的固有模态振型和在耦合激励作用下的动态响应结果,结果表明:齿轮系统在某一频率下出现了共振现象.     

某轮式车电动轮轮辋的有限元分析

某轮式车电动轮集成了外定子轮毂电机、行星减速机构和电磁鼓式制动器,需要设计满足空间尺寸需求和功能需求的新结构轮辋.从结构设计、刚强度校核和模态分析3个方面进行新轮辋的设计与校核.结果表明新设计的轮辋满足电动轮对轴向与径向空间的需求;与轮胎和制动鼓盘连接结构设计合理;在考虑胎压和负载时轮辋与地面之间3种典型位置下最大应力均小于材料屈服极限;轮辋的固有频率与制动鼓盘的固有频率在2 000 Hz之内没有接近的值.其整体性能满足该车电动轮的需要,目前正装车进行试验,未发现问题.     

装甲车辆并联式混合驱动系统方案研究

基于Recurdyn软件Gear工具箱,建立了并联混合驱动系统的行星耦合装置动力学模型,通过动力学仿真验证了该装置的工作原理.基于MATLAB软件,建立发动机和驱动电机的控制系统模型,结合行星耦合装置动力学模型,通过MATLAB与RecurDyn的接口技术,根据所选择的整车参数,进行了联合仿真.通过仿真,研究20 t并联混合驱动车辆的驱动系统的速度耦合特性,结果达到了车辆驱动系统的速度指标,验证了这种驱动系统的合理性,为混合驱动轮式车辆性能的预测和评估奠定了技术基础.     

电传动车辆永磁轮毂电机技术现状及展望

混合动力电传动是车辆技术研究的重要领域,是未来地面高机动通用平台全电化的基础,而轮毂驱动系统作为轮式车辆的动力核心,轮毂电机的性能尤为关键。概括了轮毂电机技术的国内外发展现状,总结了轮毂电机的发展趋势。基于电传动车辆轮毂电机单元高转矩、宽速域的目标需求,阐述了现存新型永磁电机在轮毂驱动领域的发展前景;归纳了永磁轮毂电机的关键技术问题;展望了电传动车辆永磁轮毂电机系统未来的发展方向。通过对国内外轮毂电机驱动系统理论研究和工程应用的全面综述,以期为未来电传动车辆电机的开发提供参考。     

多源动态激励下变速箱箱体结构的动态响应分析

建立了变速箱箱体结构的动态有限元分析模型,对变速箱齿轮传动系统内外部动态激励进行建立了变速箱箱体结构的动态有限元分析模型,对变速箱齿轮传动系统内外部动态激励进行分析和数值模拟,内部激励主要考虑齿轮时变啮合刚度、阻尼和误差,外部激励主要考虑发动机转矩波动、轴承时变刚度和阻尼;并对齿轮传动系统进行刚柔耦合多体动力学仿真分析,得到箱体各轴承座处的动态力,在此基础上利用模态叠加法对箱体结构进行了动态响应求解,并结合箱体的约束模态分析结果,在时域和频域上对箱体的动态响应特性进行了分析,结果表明：箱体结构设计比较保守,变速箱在使用中各响应幅值不大,不会引起共振能满足使用要求。     

电传动装甲车辆母线电压双通道补偿控制

针对电传动装甲车辆突然加速或减速瞬间和加速过程中出现的母线电压波动现象,开展母线电压控制策略研究。基于某型8×8轮式装甲车电力系统拓扑结构,建立计及超级电容和电机负载在内的DC/DC小信号模型,剖析以上两种工况下母线电压波动现象诱因。根据功率前馈控制策略并结合电机驱动器-轮毂电机负载"负阻抗"特性分析,提出一种双通道补偿控制策略并通过硬件在环仿真和样车试验对其有效性进行验证。研究结果表明:功率前馈控制对车辆突然加速或减速诱发的母线电压波动具有较好的抑制作用,但对于加速过程中电机负载"负阻抗"特性导致的母线电压波动基本无作用;采用双通道补偿控制能够有效抑制两种母线电压波动现象,提高系统抗干扰能力。     

越野车辆电传动耦合机构的仿真分析

利用行星传动可以较好解决动力耦合问题,采用了一种新形式的双行星排耦合机构,确立了动力传输方案,确定了车辆布置方案,建立了行星排相关构件的动力学模型,然后利用Recur Dyn建立了耦合机构仿真模型,并进行仿真分析与计算,得出仿真曲线图形并验证仿真结果.最后通过仿真得出越野车辆的转向半径曲线,研究结论证明该耦合机构的可行性.     

复杂空间机构热态刚柔耦合多体动力学建模

借助多体动力学软件建立了复杂空间机构的刚体动力学模型,通过添加控制规律来实现该机构特定姿态的运动。使用有限元方法将非均匀分布的载荷转化为便于添加的节点集中力。采用实体板壳和模态缩减技术将主要承载部件柔性化处理,建立了复杂空间机构的刚柔耦合多体动力学模型,计算并验证可模型的正确性。提出了基于实体板壳一模态综合一载荷移置一刚柔耦合的复杂空间机构的热态多体动力学的建模方法,该建模思路和方法对其他类似机构有指导意义。     

基于集中-分布参数模型的车辆机电传动系统动力学响应及影响规律

机电传动系统在新能源车辆、高速列车等领域广泛应用,随着系统向高速、重载和轻量化方向的发展,其动力学特性愈发复杂。基于集中-分布参数模型,分析渐开线直齿轮啮合激励和轴的振动激励共同作用情况下的动力学响应及影响规律。基于有限单元法和集中参数法,结合轴模型和齿轮啮合模型建立集中-分布参数动力学模型,采用广义-a数值方法进行求解,分析轴振动和齿轮偏心量对系统动力学响应的影响。研究发现：集中-分布参数模型能够预测出轴在齿轮安装位置和轴与轴承一侧连接位置两点处承受较大的von Mises交变应力;轴的变形可诱发系统产生由轴沿Y轴、Z轴方向的弯曲振动频率及其与啮频的组合频率等新频率;仿真得到轴沿Y轴和Z轴方向的弯曲振动频率分别为1 125 Hz和874 Hz,两个频率的大小与幅值仅由轴的固有特性决定;随着齿轮偏心量增大,时变齿侧间隙、动态啮合力、轴上随时间周期性变化的von Mises交变应力和齿轮中心涡动轨迹均明显增大,且最大动态啮合力与齿轮偏心量呈线性递增关系,递增比率为1.77×10⁹. 该研究成果可为提升机电传动系统的动力学性能提供重要的理论参考依据。     

基于试验测试的履带车辆行星变速机构振动特性分析

为揭示行星变速机构内部激励与振动特性的映射关系,通过设计行星变速机构振动测试方案,建立了行星变速机构振动加速度测试系统,并进行了典型挡位2 500 r/min行星变速机构振动特性的测试与分析。结果表明：行星变速机构振动的均方根（RMS）值与测点的位置相关联,测点位置在行星齿轮啮合位置,其振动幅值较大;随着转矩增大,其振动RMS值也增大。行星变速机构的频谱分析结果表明,其振动能量主要集中于行星齿轮啮合的啮合频率及倍频,且轴向的频谱和径向上的频谱比较相似。通过行星变速机构振动RMS的测定和频谱值的分析,得到了各位置啮合振动的最大幅值。本研究对行星变速机构的优化设计具有一定的参考价值。     

双侧独立电驱动履带车辆自动机械变速器线控换挡控制方法

为应用自动机械变速器(AMT)实现双侧独立电驱动履带车辆的换挡,降低换挡控制难度,设计非道路行驶时的换挡控制方法.基于无离合器、有同步器的两挡行星AMT,通过线控系统及纯电动换挡机构进行换挡操纵;对驱动电机调速以实现主动同步,接近同步后开始挂挡,由同步器辅助精确同步;使两侧变速器同时开始换挡,但不要求两侧精确同时完成....     

四自由度行星变速机构方案性能规律研究

为解决四自由度行星变速机构方案数量大、优选计算复杂的问题,开展四自由度行星变速机构方案性能规律研究。根据四自由度行星传动的构件之间运动学关系,建立方案模型中制动构件、离合器和辅助构件等系数、各挡传动比、行星排特性参数、行星轮相对转速、操纵力矩和效率的数学模型。针对同一机构类型所有可能的方案模型,分析各项性能指标的内部规律,提出按照相同操纵逻辑原则进行构件组模型分类的方法,在传动方案可行性优选时,对于同一类所有构件组模型只需进行一次计算。通过实例计算表明,该方法有效减小了行星传动方案优选计算量,提升了方案优选效率。     

行星轮安装孔周向位置误差对行星轮系振动特性的影响研究

行星轮安装孔周向位置误差是行星轮系制造加工过程中的一种常见误差,该误差会导致行星轮系轮齿间的啮合线长度和啮合相位发生变化,使行星轮系出现异常振动、噪声和载荷分布不均等问题,加速行星轮系轮齿的失效。针对行星轮安装孔周向位置误差激励机理不明问题,提出一种包含行星轮安装孔周向位置误差的行星轮系动力学建模方法。利用该方法推导行星轮安装孔周向位置误差与行星轮系轮齿啮合线位置、压力角和位置角之间的映射关系,及其对轮齿接触线长度和啮合相位影响特性,获得行星轮安装孔周向位置误差影响下的行星轮系动态响应。仿真结果表明：行星轮安装孔周向位置误差直接导致行星轮系齿轮刚度相位和幅值发生变化,行星轮系均载特性变差,动态传递误差和振动位移变大,且振动位移出现明显的调制线性。通过行星轮安装孔周向位置误差模拟实验验证了所提理论方法和计算结果的正确性。     

履带车辆电磁悬挂增速机构的研究

首先分析了增速机构设计在履带车辆电磁悬挂设计中的作用,通过选择增速机构的传动方案,得到了满足传动比条件的多级行星传动.优选三级2Z-X(A)型进行设计,优化各级传动比分配,并做出了设计实例.