城市轨道列车齿轮箱模态及振动响应分析

齿轮箱是城市轨道列车的重要传动设备,针对由箱体振动导致的齿轮箱体易破坏的问题,通过Creo软件对箱体及传动部件进行三维建模,然后利用Workbench中的模态分析模块对齿轮箱装配体进行有限元分析,再通过试验模态来验证理论模态方法的结果,并通过对箱体的谐响应分析及随机振动分析获得齿轮箱的动态响应规律。分析结果表明,理论及试验模态固有频率及阵型结果相近,验证了通过有限元法获得模态的有效性,而模态分析结果显示应通过调整齿数或电机频率来调整齿轮啮合频率以避开共振现象。而谐响应分析结果同样表明,齿轮箱在500 Hz左右有较为明显的振动响应,显示了与模态分析结果的一致性。随机振动分析结果则表明齿轮箱结构设计合理,能够对外部激励有良好的振动响应。基于以上分析结果,提出调整运行策略及优化箱体结构设计以避开共振效应。     

基于刚柔耦合的行星齿轮减速器减振降噪研究

针对某精密行星齿轮减速器的振动噪声问题,通过Romax Designer软件建立刚柔耦合动力学模型;并对减速器箱体进行模态分析,提取箱体的前六阶约束模态振型和固有频率,确定产生噪声的共振频率点;同时分析了齿轮传动误差、齿轮时变啮合刚度等激励的特性。提出通过齿轮修形降低减速器内部动态激励进而减小振动和噪声的方法,并使用LMS Virtual.lab软件对减速器进行声学响应求解。仿真结果表明,优化后减速器的振动和噪声明显降低;最后搭建了行星齿轮减速器试验台,实测噪声与仿真结果基本吻合,验证了该方法的合理性。     

瞬时频率估计的齿轮箱升降速信号阶次跟踪

提出了基于瞬时频率估计的齿轮箱升降速信号阶次跟踪的新方法。首先对振动信号进行经验模态分解得到信号的固有模态函数，再求各个固有模态函数的Hilbert变换，得到信号的瞬时频率，从而直接从振动信号得到参考轴的转速信号，然后根据参考轴的转速信号对时域振动信号进行等角度重采样，最后对重采样信号进行阶次分析。通过仿真信号和对齿轮磨损故障实验信号的分析，表明该方法能有效地诊断齿轮的故障。     

大型数控滚齿机立柱动力学仿真分析

为避免大型数控滚齿机滚削力引起立柱振动而影响加工精度,对大型滚齿机立柱刚度特性及谐响应进行了仿真分析。在滚齿机立柱结构特征、滚刀主轴传动原理及动力学理论基础上,建立了滚齿机立柱与滚刀箱有限元仿真模型,仿真求解得到了立柱模态及谐响应参数。通过立柱动态响应的振动频率与变形量分析,得到了滚齿机加工时立柱设计结构应避开的共振频率范围,揭示了立柱振动变形量的变化规律,提出了立柱结构设计与安装方法的改进建议,为大型数控滚齿机部件的设计优化提供了理论依据与参考。     

齿轮测量仪器的动态设计方法及其应用

为了解决目前齿轮量仪中由于动态性能不足而严重影响测量结果的稳定性、可靠性和精确性的问题,对齿轮测量仪器的动态设计方法展开研究,提出利用有限元分析与实验模态分析技术相结合的动态设计方法。首先,研究了动态分析的理论基础、有限元分析的基本步骤和实验模态分析的基本原理;接着,以某齿轮快速检测仪为例,对其进行了有限元分析与实验模态分析;然后,在该齿轮快速检测仪上进行测量实验,即采用不同精度的齿轮,在不同的速度下进行测试;最后,分析了测量实验中存在振动扰动以及测量过程中振动的变化情况。实验结果表明,有限元分析法可以在设计阶段有效的提高仪器的动态性能,从根本上提高仪器的动态性能指标。实验模态分析方法可以在仪器制造以后准确的获得仪器的实际动态性能指标,可以有效地进行最佳工作转速选择,进一步提升仪器的使用性能。通过测量实验,验证了有限元分析和实验模态分析的正确,为齿轮提高齿轮量仪的动态精度提供了一种方法,为量仪的合理使用提供了一条确实可行的途径。     

铝锭堆垛机传动系统齿轮的有限元模态分析

研究了铝锭堆垛机翻转装置传动系统中齿轮的固有振动特性,运用有限元分析软件ANSYS对齿轮进行了模态分析,计算出了固有振动频率和模态振型,为齿轮传动系统的动态响应计算和分析奠定了基础。通过有限元法分析了传动系统各个齿轮的固有振动特性,用有限元分析软件ANSYS计算出了齿轮的各级模态频率和振型,为传动系统的齿轮动态设计提供了参考,也为诊断齿轮传动系统故障提供了一种方法。     

电动汽车减速器振动分析与拓扑优化

以某电动汽车减速器为研究对象,在ADAMS中进行减速器二级齿轮传动动力学仿真,得到轴承座处动态载荷;建立减速器箱体有限元模型并进行模态分析,得到其固有频率与振型;将激励加载到有限元模型中,进行模态频率响应分析,并对箱体进行拓扑优化,研究结果表明,优化后箱体表面振动响应幅值明显降低。     

基于有限元方法的直齿轮传动系统的模态仿真分析

齿轮传动系统是机械传动中应用最广泛的传动机构,其工作性能对整个设备都有着至关重要的影响。为了避免齿轮系统在啮合过程中的振动,对其进行了动态特性仿真分析。以某型机床的直齿轮系统为例,首先通过采用SolidWorks2008软件对该齿轮系统进行参数化设计并建立其三维实体模型;然后将建立好的参数化模型导入到有限元分析软件ANSYS中,运用有限元分析软件ANSYS对其进行模态分析,并获得该齿轮系统的前6阶固有频率和振型。该模态仿真分析结果为齿轮系统的动态优化设计提供参考依据。     

油膜压力测量传感器动力学特性研究

用有限元分析软件ANSYS对一种改进的测量油膜压力的传感器进行了动力学分析,包括固有振动特性分析、谐响应特性分析和瞬态响应特性分析。通过固有振动特性分析,得到振动系统的前4阶固有频率;通过谐响应分析,得到传感器在承受随时间按正弦规律变化的载荷时的稳态响应;通过瞬态响应特性分析,得到传感器在承受实际的油膜载荷作用下的响应特性。分析表明,传感器具有较高的一阶固有频率和良好的动态响应特性。     

托架的动态特性研究

考虑到托架的稳定性对称重传感器误差标定装置测量精度的重要影响,因此有必要对托架在工作过程中发生受迫振动问题进行研究。通过CATIA软件进行参数化建模,基于模态分析和谐响应理论,利用ANSYS有限元软件求解得到托架的固有频率和振型以及托架结构在承受谐载荷时的稳态响应。其结果表明:第4阶、第6阶和第9阶类模态振动对托架的上部横梁和中部横梁影响最大。通过幅频曲线确定托架各个危险区域的共振频率,可为电机运行参数的选择和托架结构优化设计提供参考,从而也为避免称重传感器误差标定装置在实际工作中产生共振提供理论参考。     

侵彻过程弹体结构响应频率特性的分析方法

为了研究侵彻过程中弹体结构响应的频率特性,通过建立弹体的有限元模型,利用弹体结构模态分析求解得到弹体的固有频率和振型,并对弹体进行谐响应分析,得到弹体在侵彻阻力作用下达到共振时的频率.针对侵彻加速度信号是非平稳时变信号,采用总体经验模态分解算法对实测的侵彻信号进行分解,找到与谐响应分析获得的共振频率相对应的分量,从而估计出弹体结构响应的对应频率.通过对实测的侵彻4层混凝土靶板的加速度信号分析,分解出的第3阶固有模态函数分量频率与谐响应分析所得弹体结构响应共振频率的相对误差为4·2％,该分量为弹体结构响应加速度信号,从而得到该实验弹在侵彻过程中弹体结构响应的频率.     

齿轮齿条传动系统对推焦装置振动特性的影响研究

针对焦炉推焦装置工作过程中经常发生振动的问题,对齿轮齿条传动系统引起推焦装置发生振动的机理进行了研究。提出了一种将有限元仿真与试验分析相结合的方法;利用有限元仿真的方法对推焦装置进行了模态分析,提取了自由模态和约束模态的低阶振型图;利用现场采集的试验数据进行了时频分析,计算了齿轮齿条传动系统中齿轮的转频及齿轮齿条的啮合频率,对比了模态分析结果与齿轮齿条传动系统的特征频率。研究结果表明:齿轮齿条的啮合传动和齿轮的转动都会导致推焦装置发生明显的振动;改变齿轮的齿数和调整电动机的工作频率能够有效降低推焦装置发生振动的可能。     

齿面摩擦和啮合刚度对双渐开线齿轮传动动态特性的影响研究

针对双渐开线齿轮传动动态特性问题,通过建立双渐开线齿轮的有限元模型,综合考虑齿面摩擦与齿轮啮合刚度二因素,对双渐开线齿轮传动系统进行了有限元模态分析,运用响应曲面法研究了齿面摩擦与齿轮啮合刚度对双渐开线齿轮振动变形和模态频率的影响;选取不同模态阶数对双渐开线齿轮传动系统进行了动态特性研究,分析了不同模态阶数下双渐开线齿轮的振动变形与模态频率变化状况。研究结果表明,随着齿面摩擦因数与齿轮啮合刚度的增加,不同模态阶数下双渐开线齿轮传动系统各阶振动变形与模态频率均显著增加,齿面摩擦与齿轮啮合刚度对双渐开线齿轮传动动态特性有一定影响,在对齿轮传动系统进行动态特性研究时,必须对齿面摩擦与齿轮啮合刚度进行充分考虑。     

基于有限元方法的贴片机整机模态研究

基于有限元技术进行贴片机整机模态分析.建立贴片机的数学模型和有限元模型;基于建立的模型,对影响装配体固频与振型的因素进行了仿真分析;根据分析结果,优化模型并进行了整机的模态分析;最后对仿真结果进行了实验验证.分析结果表明,动静比(动物体质量/静物体质量)越小,整机固频越小;重心越高,固频越小;优化模型的1阶固频得到提高,避开了控制系统的激振频率,能有效地提高整机的动态性能.     

某车型引擎盖模态分析及优化

为了使引擎盖的固有频率避开汽车发动机的工作频率,需要对引擎盖的模型进行分析。以某车型的引擎盖作为研究对象,将引擎盖的CAD模型导入Hypermesh软件中,得到该引擎盖的有限元模型,依据模态分析理论进行模态仿真;采用多点激励单点响应的办法,通过力锤敲击法获得引擎盖试验模态。将仿真结果与试验结果进行对比可知,除第一阶固有频率误差稍大外,2-5阶的试验结果与仿真结果保持了很好的一致性;1阶振型为引擎盖的弯曲振动,2-5阶振型为引擎盖的局部振动,前五阶振型的形态基本相同。通过比较试验模态和仿真模态,验证有限元模型的正确性。在匀速工况下,发动机对引擎盖的激振频率为100±1.67 Hz,与引擎盖的第五阶频率比较相近,为了避免共振的发生,需要对引擎盖的模态进行优化,提高整车动态感知水平。     

基于ANSYS Workbench六自由度工业机器人动态特征分析

为了研究一种六自由度工业机器人的动态特征,应用SolidWorks软件建立实体模型,简化模型后基于ANSYS Workbench环境建立了机器人有限元模型,对机器人进行了模态分析,得到其前十阶固有频率和振型。为了解各阶频率对机器人动态载荷的响应情况,对机器人进行了谐响应分析,得到机器人关键部位沿着x、y、z方向在频域的位移谐响应曲线。分析数据表明,机器人的第4阶和第8阶固有频率对其动态性能影响最大。对六自由度工业机器人进行了随机振动响应分析,获得了机器人各节点在随机激励作用下的振动响应情况,分析数据为机器人控制提供了重要的参考依据。     

基于有限元方法的齿轮箱动态响应分析

运用结构有限元法对某齿轮箱进行数值仿真分析。建立齿轮箱三维有限元模型,基于分块Lancozs完成齿轮箱模态分析,提取其固有频率及振型,分析齿轮啮合动态激励,完成齿轮箱频率响应分析,得到了振动速度、振动位移及振动加速度,分析了动态响应规律,这为后期齿轮箱结构优化及降噪提供理论依据。     

啮合状态下精密RV减速器曲柄轴模态振动特性分析

精密RV减速器中行星轮和输入齿轮轴的啮合传动状态直接决定了RV减速器的传动性能,而核心零件曲柄轴的模态振动特性对整机动态特性影响很大.以精密RV-80E减速器为研究对象,在建立一级减速部分三维模型的基础上,采用有限元法对曲柄轴在自由状态、边界约束以及啮合工作3种状态下的模态特性进行了仿真分析,得到了不同约束状态下曲柄轴的频率分布及振动模态.通过仿真分析得知,在啮合工作状态下,齿轮系啮合引起的曲柄轴两偏心轴边缘、曲柄轴头部变形最大更符合实际工作状态,其固有频率显著提升.该研究结果对曲柄轴在一级减速部分的动态特性和啮合特性参数优化设计提供了理论依据.     

人字齿轮齿条传动机构的建模与模态分析

人字齿轮齿条传动机构是齿轮传动系统中很重要的一种,其自身的良好结构决定了其具有传动准确、运动平稳、传递效率高的特点。在Pro/E软件中建立了人字齿轮与人字齿条的实体模型,装配该机构并进行运动仿真,观察了其运动性能;运用ANSYS Workbench软件将导入后的人字齿轮齿条传动机构进行动力学分析中的模态分析,分别进行了零约束条件下和约束条件下的模态分析,研究了该传动机构的振动特性。     

基于有限元法的某舵机齿轮模态分析

模态分析是动力学分析的基础,而一个结构的固有频率和振型的确定即是模态分析的任务。文中利用Solid Works对齿轮进行了三维参数化的设计,然后通过格式转换将模型导入到ANSYS中进行模态求解,得到了齿轮的低阶固有振动频率和对应主振型;同时结合舵机减速器其他部分的工作特性进行分析。分析结果表明,所设计齿轮在正常工作情况下不会发生共振,为舵机的动态响应计算和分析奠定了基础。