风电半直驱增速齿轮箱动力学响应分析

本文基于某5.2MW风电半直驱主增速箱,利用精益传动软件建立动力学系统分析模型。先确定合理的齿轮修形参数,再以齿轮箱中的齿轮啮合传递误差作为激励,采用齿轮、轴、轴承和齿轮箱耦合的方法求得齿轮箱体表面节点的动力学响应,在壳体5个关键位置布置状态监测传感器,进行仿真分析。看各测点结果是否满足试验大纲要求,以验证设计方案的可行性。通过样机台架试验,将各测点仿真分析与试验结果的最大响应值作对比,以验证分析模型的可靠性。结果表明：各测点最大响应值的仿真分析与试验结果的误差不超过8.9%,仿真结果具有较高的可信度;且各测点仿真分析与试验结果均低于7.5m/s²,满足振动加速度指标要求,说明方案设计的可行性,能够为风电齿轮箱的设计提供理论参考。     

兆瓦级风电齿轮增速箱行星齿轮传动系统动态特性研究

以载荷分流式两级行星加一级平行轴斜齿风电齿轮增速箱为研究对象,考虑外部载荷激励、时变啮合刚度的影响,详细推导并建立包含径向和扭转的系统动力学模型,分析计算系统低速级和中速级中行星轮与内齿圈和太阳轮的动态啮合力。应用龙格—库塔法求解,归纳分析得到各级中心构件径向振动速度和扭转振动角速度变化以及行星轮与内齿圈和太阳轮的动态啮合力时变特点。这为载荷分流式两级行星加一级平行轴斜齿风电齿轮增速箱动态优化设计提供了理论依据。     

风力机行星齿轮传动系统动力学研究综述

风力机行星齿轮动力学研究对降低其振动和噪声、延长风力机使用寿命和提高运行可靠性具有重要意义。行星齿轮传动自由度多、结构复杂、非线性因素和内部激励丰富,而且风力机外部激励复杂,国内外学者已对其进行较为广泛、深入的研究。从系统建模、动力学方程求解、动力学特性分析、动力学优化设计等方面系统评述国内外学者对行星齿轮系统动力学的研究现状,从固有特性、参数稳定性、非线性动态响应等方面详细介绍动力学特性的研究进展,其中齿侧间隙、轴承间隙和齿面摩擦等是现有研究关注较多的非线性因素。根据风力机行星齿轮系统的工作环境和行星齿轮动力学研究的发展趋势,给出了风力机行星齿轮系统需要深入研究的方向。     

风电行星齿轮系统变载荷激励动力学模型及其响应特性

针对风电行星齿轮系统变载变速的运行特点,通过分析系统构件为刚体和弹性体时的受力情况,应用运动合成原理,提出了变载荷激励下行星齿轮系统动力学模型的建立方法,并推导出系统的运动微分方程。在此基础上,分析了行星齿轮系统的内外部激励因素及其对系统动载荷和动载系数的影响机理。计算并分析了某MW级风电行星齿轮系统的动态响应,结果表明：系统的时变啮合刚度和时变轴承刚度主要影响响应频率的数值大小和系统的振动能量;外部变载荷使响应频率中存在明显的低频成分,并影响各阶振动间的能量分配;齿轮啮合力的动载系数主要受到外部变载荷的影响,而轴承力的动载系数同时受到系统内部激励和外部激励的影响。研究结果为风电齿轮箱的疲劳寿命分析和动态优化设计奠定了基础。     

双输入行星齿轮传动系统的动力学分析

为了提高减速器的可靠性,对其进行了冗余设计,并用动力学分析软件ADAMS对其两种工作状态进行了仿真,得到输出速度曲线和接触力曲线,通过分析曲线可知减速器在不同工作状态下的性能。建立了双输入行星齿轮传动系统的动力学物理模型,通过求解方程得出系统的固有频率,并采用有限元模态分析方法加以验证,为使外部激励的频率避开齿轮系统的固有频率提供参考依据。     

齿轮故障状态下风电机组传动系统动力学建模及分析

针对齿轮故障造成的风电机组传动系统输出响应不稳定问题,对故障状态下的传动系统动态性能进行了研究。通过考虑斜齿轮时变啮合刚度和齿轮裂纹等因素的影响作用,分别建立正常状态和齿轮故障状态下的传动系统动力学模型,对比分析了两种状态下系统的输出响应。结果显示,齿轮故障状态下,输出啮合力、扭转振动位移和扭转振动速度均相对较大,且呈现出不规则的变化趋势,在某些仿真时间点处出现较大的冲击振动。研究结果可为风电机组传动系统故障诊断及早期故障预测提供理论参考。     

齿轮传动系统动力学模型参数识别方法研究

针对齿轮传动系统动力学模型中的参数因结合部的存在而不能准确求解的问题,基于考虑传动轴与轴承支承柔性以及齿轮啮合接触柔性的单级直齿轮传动系统六自由度动力学模型,根据系统动刚度矩阵与频响函数矩阵的互逆关系,推导了基于频响函数列的模型参数识别方法。对某齿轮箱中的一对齿轮进行仿真计算,获得其频响函数的某一列;基于获得的频响函数列,利用参数识别方法求解了系统的动力学参数,证明了识别方法的有效性。     

直齿圆柱齿轮动力学特性分析与ADAMS仿真研究

在考虑时变啮合刚度、啮合阻尼、齿面摩擦等因素的基础上,采用集中参数法建立了圆柱齿轮传动系统平移-扭转耦合动力学模型。根据齿轮箱设计参数,使用龙格-库塔法求得各齿轮的振动位移,计算了齿轮副的动态啮合力。并在Adams中建立齿轮传动系统的多体接触动力学模型并进行仿真,获得齿轮啮合传动过程中的动态啮合力和振动位移、振动速度。通过台架试验,测量齿轮传动系统的振动加速度,采用数值积分计算振动速度和位移,并分析其振动特性。结果表明,在齿轮的振动速度与位移方面,集中参数求解结果与实验数据具有良好的一致性;啮合力方面两种方法均得到与理论计算值一致的结果,验证了采用两种方法对比分析研究方法的可行性。     

变风载下2.5MW风力发电机行星齿轮传动系统动力学特性分析

根据2.5 MW风力发电机行星齿轮传动系统在随机风场中复杂变工况的工作特点,利用双参数威布尔分布模型描述随机风速的分布,获得由随机风速引起的时变风载。采用集中参数法建立风力发电机行星齿轮传动系统平移-扭转耦合动力学模型。综合考虑风力发电机行星齿轮传动系统的轴承支撑刚度、齿轮副时变啮合刚度等内部激励对传系统的影响,对变风载下2.5 MW行星齿轮传动系统的动力学特性进行仿真计算分析,求得在外部风载作用下各构件的位移响应与速度响应,为风力发电机行星齿轮传动系统的故障诊断和优化设计奠定了良好的理论基础。     

轮边减速器行星齿轮结构动力学分析

利用三维建模软件对轮边减速器行星齿轮结构建立了几何模型,并根据重型载货汽车轮边减速器行星齿轮结构以及受载特点,建立了行星齿轮结构三维有限元模型,利用显式动力学软件对行星齿轮结构进行动力学仿真分析,探讨了结构在运动过程中所受到的力及产生最大应力的部位与应力的变化趋势,设计分析所得到的结论可为行星齿轮结构的设计和分析提供依...     

非圆行星轮系的等距条件

本文把外啮合非圆轮传动的瞬心线封闭条件推广应用到内啮合非圆齿轮传动的瞬心线封闭条件,并进而研究了非圆行星轮系的同心条件。与现有的非圆行星传动相比,本文的非圆行星轮系的非圆行星齿轮同时满足同心条件和等距条件,故可同时与内外非圆中心轮啮合。而不须采用双连非圆齿轮。     

新型锥差式液压马达的运动与效率分析

本文分析了新型锥差式液压马达的运动与效率.     

面向寿命终结阶段的机械产品设计绿色多准则优化

针对机械产品设计过程中通常考虑产品寿命终结阶段(End-of-life,EOL)报废处理过程的可拆卸性、再制造性、环保性等单个绿色质量因素影响,导致机械产品的回收拆解中可重用、回收零部件由于拆解过程费事、费力、经济性差无法回收重用或因回收重用价值不大导致零部件被直接废弃,造成严重的环境污染.从回收拆解作业效率、回收拆解...     

基于模态叠加法的大型立式行星传动齿轮箱动力学分析及测试

根据某大型立式行星传动齿轮箱的结构和动态性能特点,建立了其直齿行星传动的平移-扭转耦合集中参数动力学模型,基于模态叠加法采用ADAMS动力学分析软件对齿轮箱的高速轴、低速轴、行星轮和太阳轮等构件进行了动力学特性分析,得到了整个传动系统的频响函数和模态频率。通过理论分析与现场测试结果进行对比,分析了该行星传动系统固有特性对齿轮箱产生的振动及噪声的影响。     

FL-26风洞模型支撑系统动态仿真分析

研制具有良好力学特性的大迎角模型支撑系统,是解决先进、高机动飞行器大迎角气动力问题的关键技术之一。阐述了FL-26风洞大迎角模型支撑系统结构形式,对系统的动态特性和动力响应进行了有限元分析,获得了大迎角模型支撑系统自由振动时的模态频率和模态振型,以及试验段气动噪声作用下的加速度响应和动应力。仿真结果表明:大迎角模型支撑系统动态特性较好,不同方向的动力响应主频及均方根值分布较为离散且数量级相差较大,未出现共振现象。     

基于刚柔耦合模型的行星传动固有特性分析

采用动态子结构法建立计入内齿圈柔性的行星传动刚柔耦合动力学模型,将内齿圈视为弹性连续体,导出内外约束条件下的运动微分方程,并将其与刚体构件的集中参数方程相结合,构建出系统的运动微分方程。基于所建模型,进行柔性齿圈直齿行星齿轮系的自由振动分析和相关试验验证。理论分析揭示出此类系统的振型可归结为4类:中心构件扭转振动模式、中心构件平移振动模式、行星轮振动模式和内齿圈振动模式,并给出每类振动模式的特征和降阶计算公式。数值仿真表明,内齿圈柔性使系统低阶固有频率降低,且新呈现的内齿圈振动模式对应的固有频率位于整个系统固有频率的中低频段,故在后续行星轮系的动态设计中应计及齿圈柔性的影响。振动试验则表明,内齿圈柔性对系统振动特性存在一定影响,除啮频激励和箱体结构共振外,行星传动中还存在低阶谐振现象;对于中低速工况下且太阳轮浮动的行星传动而言,减小齿圈柔性有利于降低系统振动。     

三轴式内齿行星齿轮减速器动载系数的研究

考虑了齿轮啮合刚度、啮合阻尼以及各支承轴承、行星轴承的刚度,推导出了系统的变形协调关系,通过集总参数法建立了三轴式内齿行星齿轮减速器的弹性动力学模型,求解出了不同内齿板结构下,系统的动载系数。结果表明:具有三相内齿板减速器的动载系数最小,具有一相内齿板的减速器动载系数最大;具有三相内齿板的减速器可以在较高的转速场合下使用。     

三轴式内齿行星齿轮减速器动力学特性的研究

在考虑齿轮啮合刚度、啮合阻尼以及轴承刚度的情况下,使用集总参数法,建立了三轴式内齿行星齿轮减速器的弹性动力学模型,求解出不同内齿板结构下系统的固有频率及动力学响应。研究发现,在相同内齿板厚度、不同安装方式下,系统的固有频率非常接近;不平衡质量引起的惯性力不但会引起弯曲振动,还会引起扭转振动;具有三相内齿板的减速器动力学性能最好。     

分布式直驱永磁风力发电系统输出阻抗分析

通过对分布式供电系统中风力发电单元模型的分析,详细推导出系统各小信号扰动分量的传递函数模型,继而分别得出风电单元d、q轴下的小信号控制模型以及输出阻抗表达式。在频域范围内的不同母线电压、磁链、滤波电容下,对其输出阻抗进行了详细的仿真分析,仿真结果对该系统的参数设计具有一定的参考性。