基于刚柔耦合模型的行星齿轮机构裂纹故障研究

行星齿轮机构行星轮裂纹故障存在难以诊断的问题,为了对行星齿轮机构行星轮裂纹故障进行更好的诊断,以某型汽车行星齿轮机构为例,基于该机构刚柔耦合动力学模型,对其行星轮裂纹故障信号频谱图特点进行了研究。首先,采用SolidWorks软件,建立了行星齿轮机构行星轮裂纹故障三维模型,利用ANSYS APDL软件将模型中需要布置传感器的部位设置为柔性体;然后,在ADAMS软件中建立了行星齿轮机构刚柔耦合动力学仿真模型;之后,采用ANSYS Workbench软件,对齿轮裂纹故障进行了啮合静力学分析,建立了行星轮的裂纹故障模型;最后,通过对齿轮机构进行刚柔耦合动力学仿真分析,得出了该行星齿轮机构行星轮裂纹故障模型的信号特征。研究结果表明：在行星轮裂纹故障频谱图中,信号的峰值均与啮合频率或其倍频相对应,而啮合频率处的局部峰值均与行星轮故障频率有关。     

基于1.5维谱活跃频率的行星齿轮箱磨损故障诊断研究

行星齿轮箱中多种频率成分相互耦合导致无法提取故障特征,针对这一问题,提出了基于1.5维谱(三阶累积量一维对角切片谱)活跃频率的行星齿轮箱磨损故障诊断的方法。该方法先将1.5维谱能够识别的二次相位耦合推广到符合实际意义的二次频率耦合,再将解耦出的参与耦合频率与耦合产生频率逐点相乘,以得到其活跃频率;然后通过观察活跃频率与故障频率之间的关系,判断行星齿轮箱是否发生故障;实验部分首先运用该方法从仿真信号中提取出了活跃频率,然后通过搭建行星齿轮箱齿面磨损故障实验台采集振动信号,最后运用该方法提取出了其磨损故障特征频率。研究结果表明:传统的傅里叶变换方法不能提取出故障特征频率,基于1.5维谱活跃频率的磨损故障诊断方法能够从行星齿轮箱振动信号中提取出故障特征频率,实现了对行星齿轮箱磨损故障的诊断,对行星齿轮箱磨损故障诊断具有重要意义。     

行星齿轮传动机构虚拟样机仿真研究

首先利用三维建模软件SolidWorks和仿真分析软件ADAMS进行行星齿轮机构三维模型的建立,然后对行星齿轮机构进行两种不同工作状态下的运动学分析和改变转速、扭矩、阻尼系数等条件下的动力学分析,最后将理论数据与仿真结果相比较,验证仿真结果的正确性,此次研究所得结果可分析出不同状态下行星齿轮机构中零部件的速度波动情况和受力情况,为行星齿轮机构优化设计提供了理论基础。     

基于虚拟样机技术的故障行星齿轮系统接触力仿真

为了获得故障行星齿轮系统的接触力变化规律,建立故障行星齿轮系统的动力学模型,结合基于Hertz接触理论的齿轮啮合传动的计算方法,对含有断齿故障的行星齿轮系统进行动力学仿真。结果表明,与正常行星齿轮系统的接触力相比,断齿故障的行星齿轮系统的接触力在时域中含有明显的周期性冲击;在频域中,不仅出现了故障频率,而且在啮合频率及其倍频处还出现了以故障频率为边频带的故障特征。通过对故障行星齿轮系统动力学研究,可以为行星齿轮系统故障诊断提供参考和依据。     

基于Pro/E和ADAMS的行星减速器动力学仿真研究

介绍了行星齿轮减速器虚拟样机设计流程,通过Pro/E软件对行星齿轮系进行了参数化建模。基于Hertz接触理论,利用ADAMS软件对其虚拟样机进行了动力学仿真,仿真结果表明,行星轴平均受力及行星轮啮合力与理论值相比,平均误差分别为0.21%和2.4%,验证了仿真结果的准确性,并得到了行星轴及行星轮最小设计安全系数,为行星齿轮减速器的优化设计提供了参考依据。     

行星齿轮传动系统断齿故障下动态特性研究

为了探究含故障因素行星齿轮传动系统的动态特性,结合Hertz接触理论和齿轮激励,建立考虑齿面接触特性的行星齿轮传动系统动力学模型,并且在模型中分别引入了行星轮、内齿圈、太阳轮3种断齿故障因素;分别模拟了传动系统在不同故障因素影响下的工作过程,通过分析动载荷谱、浮动轨迹来研究行星齿轮出现故障的情况下传动系统的动态特性。得出结论:与内齿圈断齿故障相比,行星轮、太阳轮断齿对系统造成影响更大;频谱图中低频区域的幅值所在频率和故障频率有着对应关系;太阳轮断齿故障因素使太阳轮浮动轨迹半径大幅增加。故障因素对系统动态特性影响的研究,可以为行星齿轮传动系统的故障诊断提供理论依据。     

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...     

摆线针轮行星齿轮机构回转精度的仿真研究

利用质量弹簧等价模型法建立了摆线针轮行星齿轮传动机构回转精度分析的数学模型。以VC++和MAT-LAB分别作为前后台程序开发语言,结合接口技术研制出了摆线针轮行星齿轮机构回转精度的仿真软件,并根据实例验证了仿真结果。采用前后台分离的设计方法实现了仿真软件极强的可扩展性,为在计算机上进行类似的传动精度仿真提供了一种新的思路。     

齿轮磨损故障声发射检测研究

齿轮磨损故障对机械设备工作影响较大。利用声发射检测技术对齿轮运行状态进行实时监测,并通过Hilbert-Huang变换(HHT)方法对采集的数据进行分析处理。通过对比正常齿轮与故障齿轮的经验模态分解图、Hilbert谱,得出齿轮磨损故障的频率特征,证明声发射检测方法可以有效地检测到齿轮磨损故障,对齿轮故障诊断具有重要意义。     

行星齿轮箱故障诊断技术的研究进展

行星齿轮箱广泛用于风力发电、直升机、工程机械等大型复杂机械装备中,低速重载的恶劣工作环境经常导致其太阳轮、行星轮、行星架等关键部件出现严重磨损或疲劳裂纹等故障。然而,现有的中心轴固定的传统齿轮箱故障诊断理论与技术不能有效解决行星齿轮箱诊断中所面临的诸多棘手问题,例如行星齿轮箱中多模式混淆和振动传输路径复杂导致故障响应微弱、载荷大范围瞬时波动引起振动的强烈非平稳性、多对齿轮啮合的振动相互耦合造成振动明显的非线性、低频特征频率成分噪声污染严重等。阐述行星齿轮箱故障诊断的特点与难点;从动力学建模和动态信号处理两方面,综述和分析行星齿轮箱故障诊断的国内外研究进展;指出当前研究中存在的关键问题;讨论解决这些关键问题的途径。     

基于传递特性的行星齿轮耦合故障研究

在振源与测点关系的基础上,模拟出齿轮内部啮合点处的接触力,应用系统辨识的理论,建立了基于AR X模型的传递函数。通过分析正常状态,对行星齿轮缺齿和行星齿轮均匀磨损两种单故障的传递函数进行总结,引出了行星齿轮缺齿-行星齿轮均匀磨损耦合故障状态下的连带故障频率。通过耦合故障状态下各啮合点处的啮合接触力在测点处的贡献量,分析了耦合故障对传递路径的影响,以此作为故障诊断识别的一个重要参数。     

基于SolidWorks的行星齿轮传动机构三维建模

以某型直升机主减速器为实物参考,利用SolidWorks软件实现了渐开线齿轮的精确三维建模,并建立了该减速器单级行星传动机构在SolidWorks软件中的装配体模型。应用COSMOSMotion插件高效、直观的计算仿真功能实现了行星齿轮机构的运动仿真。     

基于小波包能量谱和Hilbert包络分析的行星齿轮故障诊断

行星齿轮啮合振动信号噪声干扰大,难以诊断齿轮的故障。提出一种基于扭转振动信号的行星齿轮故障诊断方法。结合小波包能量谱和Hilbert包络分析用于轴系扭转振动信号进行识别行星齿轮的早期故障。将这种方法应用于行星齿轮箱在行星齿轮磨损和行星齿轮出现断齿故障状态下采集到的实际故障行星齿轮扭转振动信号,发现这种方法能识别两种状态下的行星齿轮故障特征。将小波包能量谱和Hilbert包络分析应用于两种故障状态下的横向振动信号,发现行星齿轮磨损故障不能准确识别。实验结果表明新方法对行星齿轮早期故障的识别更敏感、准确。     

变速行星齿轮系统故障诊断方法

针对风力发电机行星齿轮系统变速非平稳工况,且故障信号耦合调制严重、传递路径复杂、噪声污染严重等特点,提出了基于阶次包络分析的故障诊断方法,详细阐述了方法原理和实现流程。通过对变速工况下的仿真加速度信号进行阶次包络分析,对比行星轮、太阳轮以及齿圈出现故障后与正常齿轮系统的阶次包络谱结构特性,总结了不同部件故障的特征阶次。在此基础上,通过对变速行星齿轮系统试验信号的分析表明:阶次包络分析方法能较好地抑制噪声干扰,反映故障特征清楚,且故障特征能作为变转速时行星齿轮系统故障诊断和定位的依据。     

行星轮系故障状态下分岔与混沌特性分析

为研究行星轮系的故障特性,分别建立了含行星轮断齿和磨损故障的行星轮系量纲一非线性动力学方程。利用数值方法对建立的非线性微分方程进行求解,获得系统的分岔图、相图及Poincaré截面,研究行星轮断齿故障、行星轮全齿磨损故障随激励频率变化的分岔特性及故障特性,并分析了啮合阻尼比及外部激励对系统的影响。研究发现,含断齿故障的行星轮系运动状态的变化规律;行星轮全齿磨损故障对系统分岔特性的影响;啮合阻尼比与外部激励对系统混沌特性的影响。     

基于ADAMS的两级行星轮系几何偏心故障特性研究

为获得几何偏心故障状态下两级行星轮系的传动特性,开展了仿真实验研究。以MW级风机齿轮箱中两级行星轮系为研究对象,基于SolidWorks与ADAMS建立了相应的虚拟样机,在合理设置仿真参数的基础上,进行了健康、第二级太阳轮几何偏心0.1 mm和0.2 mm这3种状态的动力学仿真。结果表明:两级行星轮系中,第二级太阳轮几何偏心故障对第一级行星轮系动态特性影响不明显,对第二级行星轮系动态特性影响较大;齿轮几何偏心故障状态下,故障频率的幅值随着几何偏心程度的增大而增大,啮合频率及其倍频的幅值随着几何偏心程度的增大而减小;边带啮合频率幅值比可以作为几何偏心故障的判别依据,可以通过该值来监测几何偏心故障的变化趋势。研究结果可以为两级行星轮系的几何偏心故障诊断提供一定的理论参考依据。     

基于SolidWorks的行星齿轮机构运动仿真模型

对SolidWorks软件进行了二次开发,实现了渐开线齿轮的精确建模,建立了某型直升机主减速器内两级行星传动机构在SolidWorks软件中的装配体模型,应用COSMOSMotion软件进行了机构运动仿真,为机构设计提供了一种高效、直观的仿真手段,提高了行星齿轮传动机构的分析设计能力.     

掘进机行星减速器的设计与强度校核

针对传统齿轮强度校核方法计算繁琐、效率低等缺点,提出了一种基于有限元法的行星齿轮的建模与强度分析方法,并对行星减速器中强度最弱的太阳轮进行强度分析。根据齿轮参数对中心距进行计算,采用三维建模软件Solidworks对齿轮进行建模与装配,并将建模结果导入有限元软件ANAYS中,对一级行星传动中的太阳轮进行强度分析。     

基于ADAMS的双输入行星减速器刚柔耦合动力学分析

针对某航天飞行器舵机的要求,设计出双输入行星减速器,并在三维建模软件中建立模型。在动力学仿真软件ADAMS中分别进行多刚体和刚柔耦合的动力学仿真,得到行星齿轮的啮合力周期性变化,其频谱与旋转频率和啮合频率有关,与理论分析结果接近,证明了仿真的准确性和可行性。结果表明刚柔耦合的动力学仿真结果啮合冲击和振动较小,更具有实际意义,可为齿轮的减振降噪提供参考。运用相位调谐理论能使各行星轮受力均匀、振动减小,为减速器的优化设计提供了理论基础。     

基于虚拟样机技术的行星齿轮传动系统仿真分析

针对典型行星齿轮传动系统,建立其虚拟样机模型,并基于虚拟样机对传动机构进行运动学和动力学仿真分析。基于ADAMS建立了行星齿轮传动系统的虚拟样机模型,对于单排行星齿轮传动机构分为六种工作情况,对于每一种工况进行仿真分析,给定输入可以得到太阳轮与行星轮之间的啮合力和系统输出。在单排行星齿轮传动的基础上,建立三排行星齿轮传动机构的虚拟样机,并进行了仿真分析。通过对行星齿轮传动机构的仿真分析,可以为行星齿轮系统传动的稳定性和可靠性提供参考和依据。