行星传动平移扭转振动模型在风力机中的应用与研究

在分析传统动力学模型的基础上,通过将平移-扭转振动模型应用于兆瓦级风力机的传动系统,从而建立起针对该型号风力发电机行星传动系统的动力学数学模型。考虑系统的激励分析后,建立系统的动力学方程。再结合自由振动运算方程,对系统进行模态分析。利用MATLAB软件计算功能,求解出该风力机传动系统的固有频率以及相对应的模态矢量。通过比较分析,证明了运用该模型对风力发电机行星系统分析计算的准确性。同时证实了平移—扭转振动模型在行星系统中的可利用性,并且为以后的风力发电机传动系统进行动力学分析奠定基础。     

系统刚度对行星齿轮传动振动特性影响研究

为了分析齿轮啮合刚度、支承刚度对行星传动系统振动特性的影响,建立了基于人字齿行星传动的平移一扭转耦合的动力学模型.在动力学模型中,每个运动构件假定有3个自由度,同时考虑各构件的支承刚度、轮齿时变啮合刚度等影响因素.根据各构件的运动方程建立传动系统的动力学微分方程,并对其进行特征值问题求解,获取行星传动系统振动特性.     

激励频率对换挡行星传动系统非线性动力学影响分析

换挡机构是变速系统中最关键的部件之一,其性能直接影响传动系统的动力性和平稳性。建立了二级换挡行星传动系统动力学方程,研究了外界激励频率对传动系统复杂动力学特性的影响;通过分析分岔图、时域响应图、相图、庞加莱截面图以及频谱图变化规律,明晰了二级换挡行星传动系统混沌振动特性,获得了外界激励频率稳定振动区间;利用比例微分控制方法对传动系统混沌振动进行控制,将混沌振动调整为稳定的单周期振动。研究结果为提高换挡行星传动系统运转的稳定性奠定了基础。     

行星传动系统误差对载荷均布的影响研究

根据齿轮传动中各种系统误差,建立了2K-H行星传动系统中各构件的运动学方程,进一步得到系统弹性动力学微分方程,建立系统动力学模型,推导动力学系统的总体刚度矩阵,建立行星轮上载荷与各种系统误差的关系式,分析了各种位置误差对行星轮上载荷分配的影响状况,计算了各行星轮上的均载系数.     

行星轮多级齿轮传动系统耦合特性分析

为研究行星轮多级齿轮传动系统的耦合振动机理,建立了两级定轴齿轮和一级行星轮的行星轮多级齿轮传动系统无量纲动力学方程。对比两级齿轮、行星齿轮传动系统及行星轮多级齿轮传动系统的分岔特性,研究多级齿轮系统的非线性耦合特性。通过研究发现,耦合作用使得一级定轴齿轮突跳点减少,增加了系统的稳定性,但同时又使行星轮的混沌运动传递到定轴,导致二级定轴齿轮出现大范围的混沌运动,从而又降低了系统稳定性。     

飞行环境非惯性系下行星齿轮传动系统耦合动力学建模及其动态特性

传统针对行星齿轮传动系统动力学的研究,均是假设其支撑在静止基础上,但置于飞行器内部的行星齿轮传动系统是随机体一起做空间运动,除了受到重力作用外还受到牵连惯性力和科氏惯性力,以及陀螺力矩的作用,这些附加载荷均影响系统的动态特性。为研究空天环境非惯性系下行星齿轮传动系统动力学行为,考虑内部非惯性系与外部非惯性系的综合影响,推导了机体任意空间运动状态下中心构件和行星轮运动方程,建立空天环境非惯性系下行星齿轮传动系统耦合动力学模型,并基于机体盘旋运动状态,研究空天环境非惯性系下行星齿轮传动系统的运动变化规律及不同非惯性条件下各构件的动力学行为。研究结果表明：机体无空间运动时,行星轮受到行星轮系内部非惯性系的影响,其径向平衡位置发生较大偏移;机体处于空间运动状态时,各构件重力将在径向产生分力,重力径向分力和附加惯性力随外部非惯性条件变化而变化;不同非惯性条件对各构件运动轨迹、轴承力、加速度有显著影响,且对中心构件与行星轮表现出不同的影响规律。     

两级行星齿轮传动系统动态均载特性分析

为了研究两级行星轮系的动态均载特性,建立了两级行星轮系的平移扭转耦合动力学模型,综合考虑了时变啮合刚度、齿轮安装误差、偏心误差、齿侧间隙及级间耦合等非线性因素,推导了系统的无量纲化动力学方程。采用数值方法对方程组进行求解,对中心构件浮动形式、行星轮误差、级间耦合刚度等因素对系统动态均载特性的影响进行了分析,为两级行星轮系的动力学分析和动态均载特性的研究提供了参考,对两级行星齿轮传动系统的设计有一定的指导意义。     

功率分流人字齿行星传动系统的固有特性研究

考虑两级之间的耦合和行星轮位置相角时变性等因素,采用集中参数法,在定坐标系下建立了功率分流人字齿行星传动系统的动力学模型,在此基础上对舰船用功率分流行星齿轮系统的固有特性进行了分析,得到了不同于单级行星传动系统的特有模态特性,为功率分流行星及多级行星传动系统动态设计提供了指导。     

行星减速器动态特性的响应面近似建模方法研究

为深入地研究行星减速器的动力学特性,以多级行星传动系统的最大应力和加速度作为试验评价指标,将传动系统齿轮参数的变化范围作为试验空间,对行星减速器传动系统进行了均匀试验。建立了减速器箱体表面最大应力和最大加速度的响应面模型,得到了传动系统中的特征参数与系统动态特性之间的映射关系,有助于指导设计提高行星减速器的动态性能。     

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。     

双行星齿轮传动系统运动学分析与仿真

结合双行星齿轮传动系统结构较为复杂的特点,用矩阵算法对双行星齿轮进行运动学分析。将双行星齿轮传动系统的运动参数方程矩阵化,利用计算机软件matlab对其矩阵方程进行求解,得到双行星齿轮传动系统各构件的运动参数。根据双行星齿轮的结构,运用三维设计软件Inventor建立零部件虚拟模型并装配,然后进行仿真,最终得到各构件的仿真参数。仿真结果与计算结果一致,验证了计算结果的正确性。此方法简化计算过程,节省时间,提高准确性,对于此类双行星齿轮传动的复杂系统的处理具有明显的优越性。     

基于图解-矩阵法行星齿轮传动系统运动学分析

对行星齿轮传动系统进行了基本单元划分,推导出基本运动单元的普遍速度和转矩方程,通过对速度和转矩方程的系数分析,建立了行星齿轮传动结构的图解模型以及方程系数与图解模型中参量的对应关系,提出了根据图解模型快速列出速度和转矩矩阵方程的图解分析法,为求解行星齿轮传动系统中各个运动学参量,提供了方便、快速、通用的方法。     

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。     

基于动力学的行星齿轮传动系统的轴承磨损寿命预测

轴承磨损寿命与系统动力学特性密切相关,为了准确预测行星齿轮传动系统的轴承磨损寿命,提出了基于动力学模型的行星齿轮传动系统的轴承磨损寿命预测。首先运用集中参数理论,建立了一个考虑轴承磨损的行星齿轮传动系统平移-扭转动力学模型;然后运用摩擦学理论,建立滚动轴承单周接触的磨损量计算模型,结合行星齿轮传动系统动力学模型,建立轴承磨损寿命预测模型;最后分析了轴承磨损对轴承动态载荷和轴承磨损寿命的影响规律,并提出了提高轴承磨损寿命的方法。分析表明,轴承磨损对行星轮轴承动态载荷影响最大,并且行星轮轴承的磨损寿命与其刚度成正比,因此可通过轴承径向间隙补偿或轴向预紧等方法来提高行星轮轴承磨损寿命。     

基于图论的风力发电机组齿轮传动系统效率分析

传动效率对风力发电机传动箱的工作性能具有直接影响。根据增速箱传动系统中各构件之间的关系,将传动系统分解为最基本的轮系。利用复接头图画表示法与基本回路方法对定轴轮系和2K-H行星轮系的传动效率进行分析,建立了定轴轮系和行星轮系的传动效率方程式,并计算了1.5MW风力发电机传动系统的效率,为风力发电机组齿轮传动系统的设计提供理论参考。     

摆线钢球行星传动动力学建模与固有特性分析

首先根据摆线钢球行星传动的受力状态,计入各啮合副之间的载荷分布及其变化规律,建立了摆线钢球行星传动系统的平移—扭转耦合动力学模型;然后通过分析各构件间的相对位移关系,推导出了系统动力学方程,进而通过求解其特征值得到相应派生系统的各阶固有频率和主振型,从而揭示了系统的固有特性;最后分析了摆线钢球行星传动的主要结构参数对固有频率的影响。     

少齿差行星传动系统振动特性分析

基于多体性动力学理论分别建立了传统行星传动系统和少齿差行星传动系统的动力学分析模型,对传动系统的动态特进行分析表明:少齿差内齿轮副啮合力在平稳运行中呈现简谐波形的周期性变化;少齿差行星传动系统的振动加速度幅值在x、y、z方向上比传统的分别减小了8.89%、16.67%及20%;少齿差行星传动系统不会因齿轮啮合频率发生共振。所设计的薄煤层少齿差采煤机牵引部较传统牵引部的机面高度降低了61mm,研究结果为薄煤层采煤机的研制提供指导,对实现薄煤层机械化开采具有重要的意义。     

基于风电增速箱行星轮系的转子-轴承系统模型概述

基于风电增速箱2K-H直齿行星轮系,在行星轮系平移-扭转振动模型的基础上,结合传动系统的输入轴和输出轴,建立了转子-轴承系统模型。模型中考虑了齿轮副间隙,时变啮合刚度及其相位差,啮合阻尼,综合啮合误差及输入轴和输出轴两端轴承的刚度,输入轴和输出轴的刚度。建立了动坐标系,每个坐标系均有3个自由度。采用集中质量法,建立此模型,并利用拉格朗日方程法解运动微分方程。文中对近几年国内外有关行星轮系模型建立的方法进行了比较和总结,对工程实际中风力发电的行星齿轮传动系特性进行了研究。以此为基础,建立了基于风电增速箱行星轮系的转子-轴承系统的模型。     

人字齿行星齿轮传动系统振动特性研究

通过对人字齿行星齿轮传动系统多重啮合间相位关系的分析,给出了考虑啮合相位的时变啮合刚度计算公式。考虑误差激励和时变啮合刚度激励,在行星架随动坐标系中建立了人字齿行星齿轮传动系统的平移-扭转耦合动力学模型。针对两组不同啮合相位的行星齿轮传动系统,采用傅里叶级数法求解其动力学模型,得到频域解和时域解,且分析啮合相位对人字齿行星齿轮系统振动特性的影响。     

750KW风力发电机组传动系统动力学仿真分析

针对750KW风力发电机组传动系统中行星轮系式齿轮箱齿轮的失效形式,重新设计和改进了增速齿轮箱各轮系参数,并按该配置方案在UG软件中建立了风力发电机三维参数化模型.利用UG、ADAMS、ANSYS三者之间的转换接口,在ADAMS中,进行了各轴转速、转矩及齿轮啮合力的仿真计算,并通过仿真计算结果得出传动系统的最薄弱环节,对该环节进行了柔性动力学分析,得出薄弱环节的应力分布云图.另外也提供了一种柔性动力学分析的方法.