基于谐波平衡法的复合行星齿轮传动系统非线性动态特性

为揭示多间隙作用下Ravigneaux型复合行星齿轮传动系统的非线性动力学行为,建立考虑时变啮合刚度、齿侧间隙与综合啮合误差的系统纯扭转强非线性动力学模型。将齿侧间隙非线性函数表达为描述函数的形式,运用谐波平衡法(Harmonic balance method,HBM)将方程组转化为非线性代数方程组,使用逆Broyden秩1法进行迭代求解,得到系统的基频稳态响应。通过改变时变啮合刚度、齿侧间隙与综合啮合误差的大小,分析参数变化对系统非线性动态特性的影响。研究发现,由于齿侧间隙的影响,系统动态特性曲线出现幅值跳跃与多值解等典型非线性特征,系统出现复杂的冲击现象;齿侧间隙、啮合刚度波动与误差波动的耦合使系统的非线性程度得以强化。基于描述函数的HBM法可用于求解更加复杂模型的基频稳态响应,为深入研究复合行星齿轮系统的动态特性提供了一种方法。     

间隙-频率参数平面内单级直齿轮系统动力特性综合分析

为揭示含间隙的齿轮系统分岔、啮合冲击、脱啮和动载系数间的耦合关系,在间隙与频率参数平面内以单级齿轮系统的动力学模型为研究对象,用CPNF法求解其周期/冲击、脱啮占空比、齿背啮合比、动载系数伪彩图。研究表明:间隙和频率耦合下系统表现出复杂的综合动力特性,随频率和间隙变化系统经倍化、Hopf、激变、擦切、鞍结分岔由周期运动通向混沌;分岔和啮合冲击突变导致脱啮占空比、齿背啮合比、动载系数阶跃性增大;在系统共振频率和小间隙范围内因混沌、拟周期运动和双边冲击的影响其脱啮、齿背接触、动载系数达到极值。     

齿面磨损对齿轮系统动态特性的影响

为研究齿面磨损对齿轮系统动态特性的影响,综合考虑齿轮齿侧间隙、传输误差、齿面磨损,采用集中参数法建立齿轮平移-扭转非线性动力学模型,分析齿轮的转速、运行次数对含有齿面磨损的齿轮传动系统动态特性的影响。结果表明:在啮合区域内,齿根处的齿面磨损量呈减小趋势,在节点处理论磨损量为零,齿顶处的齿面磨损呈增加趋势,齿面磨损量减小趋势大于增加趋势,整个过程中齿面磨损会造成啮合刚度的减小;存在齿面磨损时,过大或过小的转速都会使齿轮系统的振幅波动变大,幅值减小;当转速一定时,含有齿面磨损的系统随着运行次数的增加,振幅幅值会逐渐减小,传动的波动会加剧。     

直槽双圆弧齿轮滚刀的齿面特性分析

本文提出了直槽双圆弧齿轮滚刀刃形曲线方程式,并进一步分析了该滚刀的齿面特性,指出该滚刀的整个使用过程看,是一种近似造型的刀具。     

含摩擦的椭圆齿轮非线性动态特性分析

建立了椭圆齿轮副的弯扭耦合模型,包含齿面摩擦、时变刚度、阻尼、齿侧间隙等因素;选取不同的参数,采用4～5步长Runge-Kutta数值方法求解,分析了椭圆齿轮副的非线性动态特性.由分析可知,当转速较低时,椭圆齿轮系统处于单周期,运动稳定且有规律,转速的增大使其存在拟周期和不稳定、无规则的混沌运动交替出现的现象;摩擦因数...     

齿面摩擦对双圆弧齿轮动力学特性影响的研究与试验

由于双圆弧齿轮设计的特殊性,在以往研究双圆弧齿轮的动态特性时,经常忽略齿面摩擦对其传动的影响。通过参数化设计精确双圆弧齿轮模型,并以Adams软件为平台,结合多体动力学分析理论,在双圆弧齿轮传动动力学性能仿真过程中,通过设置齿面之间的不同摩擦因数,分析了齿面摩擦对双圆弧齿轮传动的动态性能影响,并通过双圆弧齿轮传动试验进一步验证了仿真结果,为研究双圆弧齿轮传动与齿面摩擦的相关性提供一定的参考。     

齿条双齿轮伺服机构的动态特性

本文运用弹性理论建立起了精确形式的轴的扭振模型,运用传递矩阵结合信号流程图的方法分析了齿条双齿轮机构的动态特性,同时对其薄弱环节进行了分析。C84100B轧辊车床设计中采纳了本文的结论。     

谐波齿轮传动系统动力学特性研究概述

对70年代以来国内外学者研究谐波齿轮传动系统动力学的几种典型模型进行了评价,指出了全面地考虑谐波齿轮传动系统中的非线性因素是进行谐波齿轮传动系统非线性动力学研究的重要条件,为合理地建立谐波齿轮传动系统的非线性动力学模型打下了基础。     

行星齿轮传动非线性动力学方程求解与动态特性分析

发展了单自由度解析谐波平衡法的应用。对行星齿轮传动系统的多自由度非线性动力学微分方程组，在考虑刚度波动的情况下，推导了行星齿轮系统微分方程组的解析谐波平衡法的计算公式，并采用Ｂｒｏｙｄｅｎ迭代方法求解非线性代数方程组。给出一个算例，用上述方法进行求解，得到了行星齿轮传动的非线性频响特性，与相应的线性系统进行了比较。并研究了时变啮合刚度、误差和齿侧间隙对系统非线性动力学行为的影响。     

兆瓦级风电齿轮增速箱行星齿轮传动系统动态特性研究

以载荷分流式两级行星加一级平行轴斜齿风电齿轮增速箱为研究对象,考虑外部载荷激励、时变啮合刚度的影响,详细推导并建立包含径向和扭转的系统动力学模型,分析计算系统低速级和中速级中行星轮与内齿圈和太阳轮的动态啮合力。应用龙格—库塔法求解,归纳分析得到各级中心构件径向振动速度和扭转振动角速度变化以及行星轮与内齿圈和太阳轮的动态啮合力时变特点。这为载荷分流式两级行星加一级平行轴斜齿风电齿轮增速箱动态优化设计提供了理论依据。     

变速箱倒档齿轮系统动态传动过程仿真分析

应用Abaqua/Explicit显式动态分析方法仿真某车型变速箱内倒档齿轮传动系统的动态传动过程,全面直观地得到了齿轮传动系统的动态接触压力云图、齿根弯曲应力曲线和振动特性曲线.并对仿真结果进行分析,最后总结了仿真分析在变速箱设计过程中的重要作用.     

具有柔性内齿圈的行星齿轮系统动态特性分析

将太阳轮、行星轮和行星架视为刚体,内齿圈视为柔性体,构建了行星齿轮系统的刚柔耦合纯扭转模型,根据运动约束条件,推导出了柔性内齿圈的运动方程。经过对柔性运动方程进行分离变量和积分处理后,得到了内齿圈的柔性变形方程和刚性扭转位移方程,并与其他刚性构件的运动方程进行结合,构造出了整个行星齿轮系统的运动微分方程。通过数值分析,归纳出了三种典型的振动模式:扭转振动模式、行星轮振动模式和内齿圈振动模式;与刚体模型相比,系统的固有频率出现下降但阶数增多;内齿圈的柔性越大,系统的固有频率越高。     

基于时变摩擦系数的直齿轮副动态特性分析

建立考虑时变摩擦系数的圆柱直齿轮啮合模型,讨论啮合过程单齿与双齿交替下的载荷突变下的时变直齿轮副摩擦因数变动规律。基于混合润滑模型分析了不同齿面粗糙度对应的时变摩擦系数,进而研究时变摩擦作用下齿面粗糙度对直齿轮副时变摩擦因数,动态啮合力,动态传递误差,振动速度变化的影响规律。研究结果表明,时变摩擦因数在单双齿交替啮合区发生突变并在节点处趋于0,节点后摩擦因数较节点前小,齿面时变摩擦系数受齿面粗糙度影响较大;齿面摩擦作为内部激励摩擦力对齿轮在啮合线方向的振动产生了一定情况的抑制,从而抑制了齿面动态传递误差的产生与动态啮合力的幅值,齿面表面速度所受影响较小。     

三自由度齿轮传动系统的非线性振动分析

在建立三自由度齿轮间隙非线性动力学模型的基础上 ,利用增量谐波平衡法获得了受到参数激励和外部谐波激励的三自由度齿轮传动系统模型的周期响应 ,包括稳定和不稳定的周期轨道 ,并利用Floquet理论研究其稳定性、分岔类型 ,对系统的参数变化进行分析 ,研究了系统通向混沌的倍周期分岔道路和拟周期分岔道路 ,绘制了系统周期解分岔图     

齿轮/附加阻尼环组合结构动态特性分析

锥齿轮可传递相交轴之间的动力和运动,具有传递扭矩大、传递运动精确、可靠性高的特点。随着航空工业的发展,航空齿轮越来越转速高、负载大、重量轻,常产生因齿轮振动过大引起的疲劳破裂失效,应用干摩擦阻尼消耗振动能量是一种有效的减振方法。以齿轮/附加阻尼环组合结构为研究对象,基于平面应力假设求出转动状态下的接触面接触压力,根据赫兹接触理论求出接触刚度,通过在接触面添加弹簧联接单元建立了组合结构等效有限元模型进行动态特性分析,研究了附加阻尼环的装配过盈量、宽度、长度对齿轮动频的影响。     

考虑不光滑因素的直齿轮副动态特性分析

建立考虑滑动摩擦因素的齿轮副数学模型,研究弹流润滑下的时变摩擦系数变化规律.基于直齿轮副数学模型分析不同工况下对应的时变摩擦系数,进而研究滑动摩擦激励下齿轮系统动态啮合力、动态传递误差以及振动速度变化的影响机理与规律.研究结果表明,时变摩擦系数在啮合过程中先变小后变大,并在节点处摩擦系数最小.齿面时变摩擦系数与齿面粗糙...     

变载工况下CST齿轮传动系统的动态特性

为分析可控启动装置(CST)齿轮传动系统在变载工况下的动态响应特性,以重型刮板输送机变载工况为例,建立了齿轮传动系统虚拟样机模型,开展其动力学仿真分析,得到齿轮动态啮合力、行星轮振动响应和轴承动态载荷。结果表明,齿轮啮合力的动态变化与实际齿轮传动的轮齿啮合力变化情况一致;行星轮的动态响应表现了齿轮系统的扭转振动情况;轴承支反力受齿轮啮合力的影响,二者动态变化相同。通过对CST齿轮箱进行变载工况试验,所得齿轮啮合频率与仿真结果相近,验证了模型的正确性,仿真结果可为CST齿轮传动系统的动态性能优化设计提供理论依据。     

变位面齿轮齿宽特性的研究

为了提高面齿轮的传动质量,综述了面齿轮国内外研究动态,分析了面齿轮的变位原理,建立了面齿轮的齿宽数学模型,对面齿轮的变位进行了可视化三维仿真建模和抗弯曲能力分析,该研究对提高面齿轮机构的传动质量,提高面齿轮的抗弯曲能力,具有十分重要的意义.     

航空齿轮传动系统的动态特性分析

建立了齿轮传动系统的动力学模型，给出了系统的运动微分方程组，分析了啮合阻尼和齿形误差对航空齿轮传动系统动态特性的影响，发现了辐板齿轮传动系统的振动规律，为航空齿轮传动系统的动态设计提供了有益的理论依据     

齿轮传动系统的动态性能分析和优化设计

为了分析多级齿轮传动系统的动态性能,构建了齿轮传动系统仿真模型,通过仿真,分析多级齿轮传动系统的主要物理参数对于齿轮传动系统动态性能的影响规律。并基于仿真得到的分析数据据和相应的实验测试数据,提出了应用谐波平衡法的多级齿轮传动系统优化设计方法,并获得最优设计参数。