齿轮传动系统刚柔耦合建模及载荷特性研究

齿轮传动系统是履带车辆核心部件之一,为了掌握齿轮在系统运行过程中的载荷特性,基于刚柔耦合动力学,构建了利用Creo、HyperMesh和RecurDyn软件平台联合建模的方法,在考虑齿轮副间时变接触力和齿轮柔性的基础上,建立了系统刚柔耦合仿真模型,并依托试验台架对其准确性进行了验证。以某实际工况为例进行仿真,将刚柔耦合模型和刚性体模型的仿真结果进行对比分析,结果表明刚柔耦合模型能更加准确地对齿轮运动受力情况进行描述。根据仿真得到的齿轮应力变化规律,分析了系统运行过程中断齿故障的产生的原因。仿真过程及结果为齿轮疲劳寿预测、系统的故障诊断提供了参考和依据。     

刚柔耦合地铁齿轮传动系统振动响应分析

地铁齿轮箱是车辆关键传动部件,其振动情况影响列车行车安全。针对地铁齿轮箱振动响应问题,以地铁齿轮箱实体模型为研究对象,借助Cero及ADAMS的数据接口进行了数据转换,并借助ANSYS实现将齿轮箱体柔性化,基于ADAMS将柔性体替换掉原模型对应刚性体,并对其进行合理约束,建立齿轮接触模型,并采用ADAMS内置机械包模块建立轴承副,生成了地铁齿轮箱刚柔耦合动力学模型。根据齿轮箱动力学仿真结果,分析箱体在齿轮启动瞬间及加速阶段存在较大振动冲击,比较各测点的应力应变情况可知,上箱体明显较之下箱体有更显著的振动冲击响应,上箱体观察口及上箱体顶部区域由于信号的叠加作用等因素有较大的应力应变响应,可以考虑对箱体结构进行优化,考虑添加加强筋等措施加强危险节点的稳定性。为地铁车载齿轮箱设计提供参考。     

行星齿轮传动系统刚柔耦合建模及故障特性仿真研究

针对某型坦克行星变速箱的K3行星排,为了研究故障齿轮对行星传动系统的动态特性影响,运用SolidWorks、Adams及ANSYS软件,建立其刚柔耦合动力学模型并进行联合仿真分析,验证了刚柔耦合模型相对于纯刚体模型在时域、频域上的振动响应;通过分析危险节点应力变化曲线,得到应力极大值时刻等效应力分布云图;阐明了轮齿剥落...     

齿轮传动系统非线性动力学特性分析

文中以航空发动机附件的直齿圆柱齿轮传动系统为研究对象,利用集中质量法建立了系统的耦舍振动模型,在模型中考虑了时变啮合刚度、静态传递误差和齿侧间隙等非线性因素.利用Runge-Kutta数值计算方法对系统的非线性动力学方程进行求解,得到了系统的动态仿真结果,结果显示系统具有很强的非线性,并结合时间历程、相平面和Doincaré截面图对响应进行了分析比较.讨论了内部激励频率对系统动态特性的影响,分析了系统随着内部激励频率的变化表现出的不同运动状态.     

采煤机截割部传动系统刚柔耦合动力学仿真分析

针对采煤机截割部传动系统动态特性问题,从刚柔耦合多体动力学理论出发,根据采煤机截割部传动系统的传动原理和结构参数,对采煤机截割部传动系统动态特性问题进行研究。以RecurDyn软件为仿真平台建立了采煤机截割部齿轮传动系统刚柔耦合动力学模型。模型充分考虑传动轴各方向的柔性特征,以滚筒三向截割力为激励载荷,计算出传动系统中各齿轮啮合力、各轴应变及轴承连接处的接触。研究结果表明:第11对齿轮啮合力最大,为11 272 634.4N。轴承最大接触力发生位置为轴5上的轴承1,为912 317.98N。研究结果为传动系统的优化设计及疲劳寿命预测提供依据。     

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。     

含故障传动系统齿轮-轴承耦合动力学特性研究

针对齿轮传动系统工作环境复杂,故障率高的问题,对传动系统进行动力学分析并探究其故障机理。根据Hertz接触理论考虑轴承钢球离心力的作用,建立深沟球轴承时变刚度模型。利用能量法得到正常与含裂纹故障齿轮的时变啮合刚度。利用集中参数法建立齿轮传动系统齿轮-轴承耦合动力学模型。考虑齿轮传动系统传递误差、时变刚度等参数激励因素,对齿轮传动系统的动力学特性进行仿真分析,得到了传动系统的振动加速度,分析了裂纹故障对齿轮动态响应的影响;通过台架试验验证了模型的正确性。研究结果表明:建立的动力学模型能够很好地描述含故障齿轮传动系统的动力学特性,在时域波形图中,由于裂纹故障的存在会产生周期性的冲击信号,同时频谱图中在啮合频率的周围会产生边频带。     

行星轮多级齿轮传动系统耦合特性分析

为研究行星轮多级齿轮传动系统的耦合振动机理,建立了两级定轴齿轮和一级行星轮的行星轮多级齿轮传动系统无量纲动力学方程。对比两级齿轮、行星齿轮传动系统及行星轮多级齿轮传动系统的分岔特性,研究多级齿轮系统的非线性耦合特性。通过研究发现,耦合作用使得一级定轴齿轮突跳点减少,增加了系统的稳定性,但同时又使行星轮的混沌运动传递到定轴,导致二级定轴齿轮出现大范围的混沌运动,从而又降低了系统稳定性。     

齿轮传动系统的动力学分析

用拉格朗日方程出齿轮弹簧传动系统的微分方程，再用拉普拉斯变换求解轴系转动方程，分５种情况进行讨论，为齿轮弹簧系统的实际应用及设计计算提出了理论依据。     

齿轮系统刚柔耦合动力学建模与仿真研究

以Virtual.Lab Motion为建模平台,综合考虑齿轮系统振动的非线性,建立了包含柔性轴和柔性箱体的齿轮系统刚柔耦合虚拟样机模型.通过仿真获得了关键部位的栽荷谱,为齿轮系统的剩余寿命预测提供了理论依据.通过与实验中测得的箱体节点振动加速度信号相对比,验证了借助虚拟样机进行齿轮系统故障诊断和预测的可行性,为该方面研究提供了新思路.     

基于刚柔耦合的成形磨齿机动态特性分析

成形磨齿机具有高精度、高响应等特点,滚珠丝杠进给驱动机构是机床的重要组成部分,它的动态特性直接影响机床的加工质量和效率。对其关键部位---滚珠丝杠进行柔性化,利用SolidWorks , ANSYS , ADAMS建立机床进给驱动系统刚柔耦合多体动力学模型,得到机床的动态特性曲线。通过理论分析与仿真结果对比以及多刚性体模型和刚柔耦合模型仿真结果对比,验证建模方法的可行性,为提高仿真结果的正确性提供研究方法。     

航空发动机叶片刚柔耦合动力学分析

航空发动机叶片是航空发动机重要零件之一,常常因共振而导致断裂失效。传统航空发动机叶片的振动特性分析普遍基于零次近似耦合动力学模型,该模型忽略了动力刚化项,得到的结果具有一定局限性。为了更加准确地分析高速转动的航空发动机叶片的振动特性,对叶片刚柔耦合动力学问题进行了研究。将叶片简化为柔性薄板,考虑面外变形和面内变形,并计入了面外变形引起的面内变形,即变形耦合项。采用假设模态法描述叶片的变形,运用拉格朗日动力学方程建立了做三维空间大位移运动的柔性叶片一次近似耦合动力学方程。同时采用多体系统动力学软件MSC.ADAMS对旋转叶片的动力学性态进行了研究,并将所得的叶片动力学理论模型结果和ADAMS的结果进行了比较。结果显示一次近似耦合模型理论结果与实际结果相符,而ADAMS和零次近似耦合模型在叶片高转速时仿真结果存在缺陷。基于所得的叶片一次近似耦合模型,对叶片振动频率、“频率转向”和“振型转换”问题进行了分析,验证了所提出的方法的可行性。     

刚柔耦合的涡旋压缩机转子系统的动力学分析

以涡旋压缩机转子系统为研究对象,采用Bushing连接模拟轴承,运用Ansys Workbench软件建立了考虑轴承刚度、小轴和动涡旋盘柔性的涡旋压缩机转子系统的刚柔耦合模型,进行了刚柔耦合动力学分析,得到了实际工况和理想工况时运动副反力,以及实际工况时小轴和动涡旋盘的应力、应变情况。仿真结果表明:实际工况时滚针轴承不承担动涡旋盘的倾覆力矩,倾覆力矩由3对7001轴承来承担,并造成轴向气体力分配不均匀,使2号7001轴承受力过大;小轴、动涡旋盘的强度和刚度符合设计要求。研究结果为涡旋压缩机结构设计和优化提供了理论指导。     

齿轮传动系统动态响应分析

利用SolidWoks软件建立齿轮传动系统实体模型,导入ANSYS软件进而完成齿轮传动系统三维有限元模型的建立。综合考虑了刚度激励、误差激励的耦合作用,采用ANSYS软件的瞬态响应模块的Full法对齿轮传动系统进行了动态响应分析。得出了齿轮传动系统在耦合激励作用下的响应曲线。为下一阶段的齿轮箱系统动态响应分析奠定了基础,也为齿轮箱故障诊断提供了一定的理论和技术支撑。     

人-机-路环境下摩托车刚柔耦合系统动力学研究

目前摩托车系统动态特性研究一般采用多刚体动力学方法,没有考虑摩托车车架空间柔性体、人和路对摩托车动态特性的影响,致使其动态特性与实际存在较大的差别.把车架作为空间柔性体,考虑发动机和路面激励,建立了人-机-路环境下摩托车系统刚柔耦合动力学模型,对其加速、制动、转向等工况下系统的动态特性进行了仿真和评价,试验验证了理论分析的正确性:对摩托车通过国家B级路面和凸台两种工况下系统的平顺特性进行了仿真和道路试验,研究结论对摩托车整车开发及动态性能优化有一定指导意义.     

行星齿轮传动系统动态均载性能与灵敏度分析

行星齿轮传动均载性能主要受到齿轮的制造和装配误差的影响。综合考虑偏心误差、装配误差以及太阳轮的轴向偏斜等因素,构建了行星齿轮机构动力学分析模型。通过求解模型,得到了各误差下系统动载荷的时域历程与频谱,分析了各误差对系统均载系数与太阳轮浮动轨迹的影响。采用有限差分法计算了各误差对系统均载系数的灵敏度,发现装配误差的灵敏度比较大,对系统传动均载性能的影响也比较大,偏心误差的影响则相对较小,研究结果为行星齿轮传动机构的高稳定性设计提供了理论指导。     

基于刚柔耦合模型的变速器敲击评价研究

综合考虑变速器的输入转速波动、结构特点及齿轮啮合特性等因素,同时计入变速器壳体的柔性特征,合理设置边界条件,建立变速器齿轮敲击刚柔耦合仿真分析模型。以空套齿轮角速度为目标,通过台架试验检验了所建模型的有效性。依据敲击产生机理提出基于主、从动齿轮转速波动矢量和变化的敲击客观评价指标。基于校验后的仿真分析模型,在敲击工况下对常用的Jerk指标和提出的敲击客观评价指标进行计算分析,并与主观评价结果进行了对比。结果表明,提出的基于主、从动齿轮转速波动矢量和变化的敲击客观评价指标与主观评价结果具有良好的一致性。为敲击噪声客观评价提供了方法参考。     

具有动态侧隙的齿轮传动系统动力响应分析

综合考虑动态侧隙、时变啮合刚度、齿轮偏心和传动误差等非线性因素,建立齿轮 转子 轴承传动系统的非线性动力学模型。以分形理论为基础,引用尺寸一致性的Weierstrass-Mandelbrot函数模拟动态侧隙的变化趋势。利用4阶龙格 库塔法对系统的非线性动力学微分方程求解,探究动态侧隙对系统响应的影响。结果显示：综合对比定侧隙系统和动态侧隙系统,齿轮在扭转方向上振动幅值的波动较大,动态侧隙系统由准周期运动渐变为混沌运动,并且与动态侧隙曲线的复杂程度有关;齿轮在扭转方向相平面的轨迹随动态侧隙的标准差(standard deviation,简称STD)呈现出规律性变化;在系统振动响应频谱中,随着动态侧隙曲线的复杂程度的加剧,频率成分多样性增强,噪声频率的幅值逐渐增加,高倍频的幅值激增。     

MK7-3拦阻器刚柔耦合动力学建模与分析

结合MK7-3拦阻系统结构特点和工作原理,建立了完整包含拦阻液压缓冲器、滑轮组系统和拦阻索在内的刚柔耦合拦阻系统动力学仿真分析模型。模型采用三维索单元模型模拟拦阻索在高速冲击作用下的弯折波现象,采用非线性弹簧阻尼单元模拟液压缓冲器的输出载荷,采用刚性体模拟动滑轮和定滑轮。数值仿真分析结果表明,本文建立的拦阻系统动力学模型能够很好的描述拦阻索在拦阻初始阶段产生的弯折波,舰载机着舰滑跑数据的计算结果与实验结果吻合。