基于虚拟样机齿轮啮合过程中啮合力动态仿真

基于多体动力学仿真软件ADAMS建立了齿轮-转子系统扭转振动动力学模型。该齿轮副模型包含传统齿轮副扭转振动模型的全部动力学内容。对齿轮啮合过程进行了仿真分析。分析了该模型中主要参数:扭转刚度、扭转阻尼、啮合刚度、啮合阻尼对齿轮啮合力的影响。结果表明:提高啮合刚度、增大啮合阻尼、减小扭转刚度、增大扭转阻尼都能有效地降低齿轮传动时产生的振动和噪声。为齿轮传动系统实现减振降噪提出了可行的优化措施。     

双齿轮并联传动的负载均衡性仿真研究

应用UG软件建立双齿轮并联传动系统的三维模型,利用ADAMS动力学软件仿真双齿轮并联传动的动态过程;分析和研究啮合刚度、啮合阻尼和齿侧间隙等参数对双齿轮并联传动负载均衡性的影响.研究表明,两齿轮副啮合阻尼不同和存在齿侧间隙时对齿轮副负载均衡性的影响较大,而两齿轮副刚度不同时对传动系统负载均衡性影响相对较小.     

基于Recurdyn的摩擦与啮合复合传动V带横向振动仿真研究

针对某油田游梁式抽油机摩擦与啮合复合传动V带传动系统,基于刚柔耦合动力学软件Recurdyn建立了摩擦与啮合复合传动V带传动系统仿真模型,并进行了动力学仿真分析,得到了复合传动V带的传动性能,并通过改变转速、张紧力和载荷对复合V带传动系统的横向振动进行了分析,得到了带的横向振动规律,为摩擦与啮合复合传动V带的研究提供了仿真依据。     

混合动力汽车齿轮传动系统的动力学分析

为研究某混合动力汽车齿轮传动系统的动力学特性,在考虑时变啮合刚度、啮合阻尼、齿侧间隙、轴承刚度、轴承阻尼、综合误差等非线性因素的基础上,建立了整个齿轮传动系统的平移扭转动力学模型,确认时变啮合刚度和相位角对系统固有频率的影响。基于研究结果,通过改变齿轮参数使系统的固有频率有效避开啮合频率,从而改善齿轮传动系统的振动特性。     

车辆动力传动系统弯扭耦合振动模型的建立及复模态分析

以某履带车辆的多轴齿轮动力传动系统为研究对象,按照一定的简化原则建立多自由度的弯扭耦合振动力学模型,并针对弯扭耦合振动力学模型的特点,利用有限元理论与数学模型的相结合,在ANSYS中建立考虑齿轮的啮合刚度和啮合阻尼,以及轴承的支承刚度和油膜阻尼的有限元模型,对有限元模型进行有阻尼的复模态计算,并对弯扭耦合振动特性进行分析.探讨耦合模态中的振动形式以及模态参与因子和有效质量,研究齿轮时变啮合刚度和啮合阻尼对多轴齿轮动力传动系统弯扭耦合振动模态的影响情况.对齿轮传动系统进行弯扭耦合振动台架试验,将试验数据与仿真计算结果进行对比,验证了有限元模型的正确性,为进一步的动力学分析奠定了基础.     

齿轮传动系统动态特性与传动效率研究

考虑齿轮时变啮合刚度、啮合阻尼以及外部激励载荷的综合影响,建立了二级分流式双圆弧圆柱齿轮传动系统的弯曲-扭转耦合振动的力学模型和数学模型,并给出了齿轮轮齿啮合刚度、阻尼,传动轴的弯曲和扭转刚度、阻尼,以及输入和输出激励的计算方法;建立了变速箱传动系统传动效率的仿真模型;利用Matlab编程,采用子空间迭代法对系统的固有特性进行计算,同时对此系统的稳态响应进行了求解并分析比较了啮合刚度、啮合阻尼及外载荷、螺旋角等对它们的影响。最后对模型的传动效率进行了仿真计算,证明了传动轴弯曲变形参数对扭转振动的影响不能忽略。研究结果对于指导变速箱设计、完善系统效率仿真模型以及提高系统效率仿真精度具有重要的理论价值。     

RV减速器传动系统动力学特性分析

为深入研究工业机器人用RV减速器动力学特性,采用集中参数法,综合考虑啮合阻尼、时变啮合刚度以及综合啮合误差,建立了RV传动耦合扭转动力学模型,通过数值解法对建立的动力学方程进行求解,得到其振动位移、振动角速度响应及各齿轮副动态啮合力。基于UG与ADAMS建立RV减速器动力学模型,进行仿真分析实验,验证动力学模型的正确性。通过改变啮合刚度分析了啮合力的变化,随着啮合刚度的增加,在一定范围内,传动过程中的啮合力更加稳定,为RV减速器的故障诊断和优化设计奠定基础。     

齿轮系统动态传递误差和振动稳定性的数值研究

建立了计及轮齿时变啮合刚度、啮合阻尼、支承刚度和阻尼的齿轮系统扭转-横向振动耦合的3自由度动力学模型。用数值仿真方法,研究了重合度、支承刚度、啮合阻尼和支承阻尼对齿轮动态传递误差和动力稳定性的影响。研究结论对于高速、精密齿轮传动的动力学设计具有积极意义。     

基于增量谐波平衡法的星型齿轮传动非线性动力学分析

建立了两级星型齿轮传动系统的非线性动力学分析模型,模型中考虑了系统的综合啮合误差、时变啮合刚度以及齿侧间隙。推导了多自由度多间隙系统的增量谐波平衡法计算公式,利用上述方法求解了系统非线性微分方程组,得到了两级星型齿轮传动的非线性频响特性。分析了阻尼系数、时变啮合刚度以及误差等参数对系统动态特性的影响。分析结果表明:间隙会使两级星型齿轮传动系统中出现多值解及跳跃现象的典型非线性特征;增大系统阻尼系数可以抑制系统的共振幅值;增大时变刚度幅值使得齿轮副传动误差的幅值增大;增大激励误差的幅值,使得系统各构件的振动幅值增大;多级星型齿轮传动系统有着比单级传动更丰富的非线性动态特性。     

盾构机刀盘四齿轮并联驱动的载荷均衡性仿真

建立了盾构机刀盘四齿轮并联驱动系统的动力学方程,运用UG软件建立了该系统的三维模型,并利用ADAMS软件对该系统进行了动态仿真,分析了啮合阻尼、啮合刚度、齿侧间隙和主动齿轮布置方式等因素对齿轮副载荷均衡性的影响。研究表明,各个齿轮副啮合刚度和啮合阻尼相差越大,载荷分配就越不均匀;齿侧间隙在驱动载荷变化时对载荷均衡性影响较大;主动齿轮不同布置方式对传动系统的传动平稳性有较大影响。分析结果可为多齿轮并联驱动系统的设计与制造提供理论依据。     

齿轮传动的阻尼减振技术研究

主要研究了各种阻尼减振形式对齿轮传动轮体振动的影响,通过有限元软件ANSYSY计算得到一对齿轮传动周期性变化啮合力,对齿轮进行简化,将计算得到的啮合力作用到齿轮轮体上,比较齿轮轮体在添加阻尼前后的振动情况.结果表明对于单腹板齿轮,约束阻尼层的减振方式优于非约束阻尼层的方式,可以有效地降低腹板振动,减小噪声.     

带式啮合介质齿轮传动接触强度研究

基于Merritt理论,建立了带式啮合介质齿轮传动的简化接触模型,为这种传动金属轮齿与非金属带构成的摩擦副之间的摩擦特性与润滑机理研究奠定了基础。运用接触有限元法,与同参数同工况的普通渐开线齿轮的最大接触应力进行对比,结果表明：由于柔性介质带的存在,带式啮合介质齿轮的接触应力降低。利用有限元方法分析介质带性能参数对齿轮传动性能的影响,结果表明：介质带材料的弹性模量是影响该传动接触强度的主要因素。     

输入转矩对驱动桥系统动力学特性的影响

在驱动桥系统中,滚子轴承是连接轴系与壳体的关键部件,其刚度具有各向耦合性和非线性特性,且与输入转矩有关。为准确高效地分析输入转矩对驱动桥系统动力学特性的影响,基于非线性轴承理论、有限元法和模态综合方法,建立包含主减速器总成、差速器总成、轮毂总成和桥壳等部件的完整驱动桥系统动力学分析模型,根据输入转矩大小的不同,定义轻载、中载和重载三种典型工况,分别计算各工况下的非线性轴承刚度,分析轴承刚度随输入转矩大小变化的特点,对驱动桥系统进行单位谐波传动误差激励下的动力学分析,研究输入转矩对驱动桥系统动力学特性的影响,分析不同工况下准双曲面齿轮动态啮合力的频响特性。计算结果表明,驱动桥系统动力学特性随输入转矩大小变化具有一定规律,能有效指导驱动桥系统的减振降噪设计,避开危险工况。     

考虑时变摩擦系数的微线段齿轮系统动态特性分析

结合微线段齿轮的啮合特性,将其啮合过程离散化,建立了微线段齿轮6自由度啮合耦合动力学模型,模型中考虑了时变摩擦系数、时变的基圆和压力角等非线性因素。采用数值积分法研究对比了渐开线齿轮和微线段齿轮在不同工况下的动力学响应,结合频谱图和分岔图分析了参数对微线段齿轮横向振动的影响以及摩擦系数对系统稳定性的影响,并通过试验对比微线段齿轮与渐开线齿轮在实际运转过程中的振动情况。结果表明,微线段齿轮相比渐开线齿轮振动更小,系统稳定性更好,在中高速重载下优势尤为明显。摩擦系数对于微线段齿轮的振幅影响较小,但是增大摩擦系数会使系统提前结束混沌响应。微线段齿轮箱在实际运转过程中的误差和振动更小,性能更好。     

船用齿轮箱动响应的有限元分析与计算

采用MASTA软件与ANSYS软件相结合的方法,对箱体进行子结构分析,利用凝聚节点实现了传动系统和箱体的耦合连接,建立了大功率船用齿轮箱系统的动力学分析耦合模型。在对齿轮啮合刚度激励、传递误差激励和啮合冲击激励分析计算的基础上,对齿轮传动系统相啮合齿轮的动态啮合力进行了分析计算。并将该动态啮合力进行转换得到轴承处的动态力,施加在相应的凝聚节点上,对齿轮箱体的动响应进行了分析。     

星型齿轮箱动响应的分析与计算

采用MASTA软件与ANSYS软件相结合的方法,通过子结构分析和凝聚节点的作用,实现了星型齿轮传动系统和箱体的耦合连接,建立了大功率星型齿轮箱系统的动力学耦合模型,在对齿轮啮合刚度和传递误差分析计算的基础上,对齿轮传动系统相啮合齿轮的动态啮合力进行了分析计算。并将该动态啮合力进行转换得到轴承处的动态力,施加在相应的凝聚节点上,对齿轮箱体的动响应进行了分析,获得了任意点处的位移、速度和加速度。     

Mesh relationship modeling and dynamic characteristic analysis of external spur gears with gear wear

Gear wear is one of the most common gear failures, which changes the mesh relationship of normal gear. A new mesh relationship caused by gear wear affects meshing excitations, such as mesh stiffness and transmission error, and further increases vibration and noise level. This paper aims to establish the model of mesh relationship and reveal the vibration characteristics of external spur gears with gear wear. A geometric model for a new mesh relationship with gear wear is proposed, which is utilized to evaluate the influence of gear wear on mesh stiffness and unloaded static transmission error (USTE). Based on the mesh stiffness and USTE considering gear wear, a gear dynamic model is established, and the vibration characteristics of gear wear are numerically studied. Comparison with the experimental results verifies the proposed dynamic model based on the new mesh relationship. The numerical and experimental results indicate that gear wear does not change the structure of the spectrum, but it alters the amplitude of the meshing frequencies and their sidebands. Several condition indicators, such as root-mean-square, kurtosis, and first-order meshing frequency amplitude, can be regarded as important bases for judging gear wear state.     

高速大功率密度齿轮传动系统的干摩擦阻尼环减振特性研究

以干摩擦阻尼环对高速大功率密度齿轮传动系统减振特性的影响为研究对象,在考虑干摩擦阻尼环减振作用、轮齿时变啮合刚度、啮合传动误差的基础上,建立干摩擦阻尼环齿轮传动系统的弯扭轴耦合多体动力学模型。设计一套输入最高转速为36 000 r/min、油润滑的齿轮传动系统干摩擦阻尼环减振试验系统,并验证了动力学模型的有效性。研究干摩擦阻尼环结构参数对齿轮传动系统减振特性的影响。结果表明：针对高速大功率密度齿轮传动系统,干摩擦阻尼环具有良好的减振特性,降幅比可以达到20%;通过优化阻尼环结构参数如外圆直径（阻尼环与轮缘间的过盈量）、厚度、宽度等可使齿轮传动系统获得最优减振效果。     

齿轮系统动力学模型内部激励参数的优化设置研究

时变啮合刚度与齿侧间隙是齿轮传动系统的主要内部激励源,决定了齿轮系统动力学的基本特点和性质.啮合刚度的时变性影响齿轮系统的稳定性、引起系统的参数共振,齿侧间隙则引起系统强烈的非线特性.考虑时变啮合刚度、齿侧间隙等激励源,建立了齿轮系统非线性动力学模型,从模型参数设置合理性的新角度阐述时变啮合刚度、齿侧间隙对系统动态特性...