弹性支撑下风电机组传动系统结构动力分析

考虑水平轴风力发电机组齿轮箱弹性支撑的柔性连接特性,基于集中质量思想和拉格朗日方法,建立风力发电机传动系统多体动力学模型,研究了齿轮箱弹性支撑对传动系统结构动力学特性的影响.利用动力学模型和模态分析方法,得到了由弹性支撑耦合到系统后的模态频率,并获取了在该模态激励下的模态动能分布.采用变参数方法进行传动系统模态对齿轮箱弹性支撑刚度变化的敏感性分析,利用模态叠加法进行齿轮箱体的动响应分析.数值求解结果和分析表明,考虑齿轮箱弹性支撑的传动系统某阶固有频率即为弹性支撑下齿轮箱体振动主模态;弹性支撑线刚度对传动系统低频率固有模态存在一定影响;齿轮箱体振动分析时应考虑1阶和2阶的低频模态较为合理.本研究工作对传动链系统方案可靠性设计和抑制传动链振动的加阻控制提供了一定理论基础.     

高精度传动链测量仪的研制

现有传动链测量仪检测精度较低,已远不能满足高精度齿轮箱的检测需求。为解决这一问题,研发了一种高精度传动链测量仪。该测量仪集先进的控制理论和高精度的测量技术于一体,通过采用基于计算机的运动控制模块和数据采集模块,直接控制外围硬件设备;同时将外围硬件设备的数据采集到计算机中进行处理,实现了传动链的智能化测量。该仪器可广泛应用于各种齿轮箱的精度检测,特别适合检测高精度的雷达天线转台齿轮箱。     

基于Matlab的风机传动链数据采集与分析系统设计与应用

基于Matlab和NI cDAQ的风机状态监测设备能快速方便地对风机传动链实现准确的故障检测。提出一种先进的风机传动链数据采集和分析系统,该系统中数据采集任务在后台运行,在保证完整准确采集的基础上实现了实时示波和自定义录波,可同步获得风机传动链的振动数据和齿轮箱输出轴转速数据,为故障检测提供有效、完整的数据,可从时间域、频率域、周期域和阶次域自定义分析,识别故障特征,为风机状态监测提供故障信息依据。该系统功能丰富、自定义程度高、系统响应快,可准确检测风机故障。     

链传动虚拟装配设计及运动模拟技术的应用

链传动有短节距精密滚子链、双节距精密滚子链、短节距精密套筒链、弯板滚子传动链、齿形传动链以及成型链等多种传动类型.链传动的突出特点是构成链条的元件体积小、数量多,链节节距均匀,滚子/套筒结构可以减少啮合时的摩擦和磨损,并能达到缓和冲击的目的.     

传动链动态测试系统

传动链动态测试系统采用“传动测试及精密定位技术”，对传动链传动误差进行动态检测。以位移检测为基本检测对象，应用嵌入式微机技术和高速A／D变换技术，采用测量细分方法对正弦波光栅传感器的信号进行了200倍以上细分和辩向，并实时地跟踪光栅莫尔信号幅值的变化，最大限度地消除了莫尔信号幅值变化所产生的细分误差。     

交流伺服系统在滚齿机内传动链中的应用

介绍了一种采用交流伺服系统替代滚齿机内传动链,构成齿轮滚切加工的多轴联动控制模型。经模拟实验,该联动结构模型满足滚齿机的运动要求,可实现滚齿机的结构简化和传动精度的提高。     

PUMA-560型机器人传动系统分析

本文比较详细地分析了 PUMA-560 机器人传动系统的传动形式、参数选择、设计计算以及腕部各关节传动链的联系;概述了机器人系统的特性,并对传动系统的齿轮传动间隙调整机构和润滑系统进行了简要分析;总结出工业机器人传动系统的普遍设计原则;为工业机器人传动系统的设计和分析提供了具体方法。     

交流伺服系统在滚齿机内传动链中的应用

介绍一种采用交流伺服系统替代滚齿机内传动链 ,构成齿轮滚切加工的多轴联动控制模型。经模拟实验 ,该联动结构模型满足滚齿机的运动要求 ,可实现滚齿机的结构简化和传动精度的提高。     

基于变刚度驱动的下肢外骨骼

针对传统刚性驱动的外骨骼在复杂人机交互环境中柔顺性不足、无法保证人体安全等问题，设计一种变刚度下肢外骨骼用于康复训练。提出了一种可重构的变刚度原理，通过调整关节弹簧的预紧力来实现关节刚度的改变，同时通过滑轮组的重构来增大外骨骼的刚度调整范围。基于所提出的可重构变刚度原理，设计了用于驱动外骨骼主动关节的变刚度执行器，并进一步设计了变刚度下肢外骨骼的机械结构。建立了外骨骼的理论刚度模型，并对其刚度特性进行了仿真分析。搭建了变刚度下肢外骨骼的试验平台，对样机的刚度特性进行了试验验证。结果表明，试验得到的刚度曲线与理论模型吻合。基于变刚度驱动的扭矩-偏角特性，提出一种无交互力传感器的外骨骼行走跟随控制方法，并在不同速度下进行了行走跟随试验。试验结果表明，外骨骼与人体的最大交互力矩为0.8243 N·m，证明外骨骼可以跟随人体运动。     

高精度挠性接头刚度测试系统设计

针对挠性接头刚度测量中遇到的难点如刚度小、易变形、不易装夹定位,设计了高精度挠性接头刚度自动测量系统.利用PC机、步进电机、高精度扭矩传感器组成的系统完成了刚度测量.并使用VC编制控制系统软件,实现了数据采集和测试的自动控制.在实践中取得了较高的测试精度.     

Gear dynamics monitoring using discrete wavelet transformation and multi-layer perceptron neural networks

This paper presents a multi-stage algorithm for the dynamic condition monitoring of a gear. The algorithm provides information referred to the gear status (fault or normal condition) and estimates the mesh stiffness per shaft revolution in case that any abnormality is detected. In the first stage, the analysis of coefficients generated through discrete wavelet transformation (DWT) is proposed as a fault detection and localization tool. The second stage consists in establishing the mesh stiffness reduction associated with local failures by applying a supervised learning mode and coupled with analytical models. To do this, a multi-layer perceptron neural network has been configured using as input features statistical parameters sensitive to torsional stiffness decrease and derived from wavelet transforms of the response signal. The proposed method is applied to the gear condition monitoring and results show that it can update the mesh dynamic properties of the gear on line.     

基于接触有限元法的齿轮多齿时变啮合刚度数值分析

针对传统齿轮刚度计算中,无法准确考虑齿轮啮合时由接触和惯性因素引起变形的问题,采用接触有限元法计算齿轮的多齿时变啮合刚度,并将计算结果分别与石川法和改进石川法的计算结果进行比较.在计算中采用参考单元辅助解决动态分析时无法提取各子步接触变形的问题.结果表明,接触有限元法与石川法的计算结果较吻合,最大值相差12.4%;与考虑轮体变形的改进石川法相比更加吻合,最大值相差10.2%;该方法计算的刚度曲线反映出由接触变形而导致齿轮实际重合度小于理论重合度的现象,计算结果较石川法和改进石川法更能反映真实情况。     

多级平行轴齿轮传动系统动力学仿真

为分析多级平行轴齿轮传动系统内部难以直接测量的振动信号,建立了4级齿轮传动系统非线性动力学46自由度仿真模型,并基于势能法对时变啮合刚度进行精确求解,采用4阶Runge-Kutta法对集中参数模型进行Matlab编程,进而分析时变啮合刚度对模型响应结果的影响.基于分析结果,探究了引起多级平行轴齿轮传动系统振动的重要原因.同时,通过模型振动时域响应及频谱分析,发现各级传动齿轮之间存在耦合振动现象,能够为实际多级平行轴齿轮传动系统健康监测与故障诊断提供理论支撑与科学指导.     

非独立悬架车辆自激摆振的数值仿真分析

基于一个三自由度的转向系统模型,利用数值仿真方法分析了横拉杆刚度、主销后倾角、转向机刚度、轮胎侧偏刚度、轮胎拖距、转向机阻尼、绕主销当量阻尼等参数对载重汽车自激型摆振的影响.仿真分析的结果表明,上述参数发生变化时,可诱发自激摆振,但车速也是影响摆振的关键因素之一.在确定的系统参数和车速下,初始激励不仅可能诱发稳定的自激摆振,还可能是发散的运动.与受迫型自激摆振不同,自激型摆振的频率变化与车速的变化并不一致.     

人字齿轮啮合刚度计算与齿面载荷分布研究

为了精确地进行人字齿轮的强度计算和动态特性分析,首先建立了渐开线真实齿廓的人字齿轮三维模型,提出了一种基于有限元方法和齿轮啮合原理的准确计算人字齿轮啮合刚度和齿面载荷分布的有效方法.方法利用有限元方法计算齿面柔度系数,考虑了齿轮的动态啮合过程.运用该方法计算了一对人字齿轮模型,最后分析了斜齿轮和人字齿轮啮合刚度的关系,得出了斜齿轮和人字齿轮啮合刚度近似相等的结论,为后续的动力学分析提供了准确的刚度激励.     

考虑齿轮啮合激励的齿轮传动轴系扭振特性分析

在传统齿轮传动轴系扭转振动计算中,将齿轮副简化为单一惯量而忽略齿轮啮合动态激励,会导致轴系扭转振动特性分析的结果不能正确描述轴系实际工作状态.本文以齿轮传动轴系为对象,考虑齿轮啮合的动态特性,建立轴系扭转振动当量模型.对齿轮啮合时变刚度和啮合激励力进行Matlab数值模拟.将Newmark逐步积分法应用于轴系扭转振动强迫振动响应的计算中,计算在齿轮啮合动态激励扭矩和外加负载扭矩的分别作用和共同作用下的轴系扭转振动响应情况,比较分析结果,说明了齿轮啮合动态特性是轴系扭转振动的重要激励源而不可忽视这一事实.     

手动变速箱rattle噪声的仿真和试验

针对手动变速箱的振动和噪声直接影响整车NVH性能的问题,简述手动变速箱rattle噪声的产生机理,将非承载齿轮敲击过程理解为由离合器、承载齿轮、差速器和车身等组成的扭振系统和非承载齿轮副敲击系统相互作用的结果.用AMESim建立传动系统敲击模型并通过试验验证模型的准确性,重点分析离合器参数(刚度和迟滞阻尼)以及齿轮齿隙对齿轮敲击力的影响.结果表明,利用这些参数对变速箱rattle噪声加以控制可达到预期的效果.     

A new method for calculating time-varying torsional stiffness of RV reducers with variable loads and tooth modifications

Rotate vector (RV) reducers have advantages of high torque ratio, and extremely reliable functioning under dynamic load conditions, and so forth, and they are extensively used in precision transmissions, such as industrial robots. The torsional stiffness of RV reducers is a main parameter affecting the meshing vibration and transmission performance. In addition, the variable loads and tooth modifications have significant influence on the torsional stiffness of RV reducers. In this paper, a new method of calculating torsional stiffness for RV reducers considering variable loads and tooth modifications is presented. The dynamic stress and deformation of meshing teeth are calculated based on Hertz formulation, and the number of meshing teeth is determined by analyzing the dynamic stress of meshing teeth. Then, the torsional stiffness of RV reducers is obtained. Finite element method is applied to calculate the deformation of cycloidal-pin gear in the maximum force position δ_max. The influence of variable applied loads and different tooth modifications of cycloidal-pin gear transmission on torsional stiffness are also studied. The results show that variable applied loads and different tooth modifications influence the torsional stiffness of RV reducers by changing teeth deformation and clearance, respectively.     

基于齿轮动态激励和弹流润滑的多目标优化

依据齿轮啮合动态激励基本原理和弹性流体动力润滑理论,建立同时追求 齿轮啮合时变刚度激励最小、齿间最小油膜厚度最大（倒数最小）及齿轮传动总体积最小的 约束多目标优化设计数学模型。对现有的用于两目标优化设计的粒子群优化方法加以改进, 给出了约束3 目标优化设计方法。利用Matlab 编制优化程序,并对范例进行分析计算。优 化过程及结果表明,采用较多的齿数,在小于1 的范围内采用较大的正变位系数,适度采用 较大的压力角可以增大轮齿啮合综合刚度谱图中基频谐波的幅值,有效地提高齿轮传动系统 抵抗内部激励振动的能力及性价比。     

随机齿侧间隙下行星齿轮系统的修形方法研究

建立一个包含随机齿侧间隙、摩擦、时变啮合刚度等影响齿轮振动因素的行星齿轮系统动力学模型.使用非线性动力学方法对系统进行求解,并分析激励频率对系统的影响.提出修形的主动降噪措施对系统进行改进,重新计算行星齿轮系统的动力学方程.求解并分析激励频率对改进之后系统的影响,并和原始系统得到的结果对比,可以看出修形对于齿轮系统的减振是有效的.