基于实测齿面误差的齿轮副动力学特性分析

齿面误差是齿轮产生振动和噪声的最主要影响因素,为了研究齿面误差对齿轮系统影响规律,针对实测齿面误差,通过接触分析,计算了考虑齿廓偏差、径向跳动和齿距偏差的齿轮系统静态传递误差。在借鉴前人对齿轮传动系统研究的基础上,建立了包含时变啮合刚度、齿侧间隙、啮合阻尼和静态传递误差的一对单自由度圆柱齿轮副的动力学微分方程。通过数值仿真的方法分析齿轮系统的动态特性,研究结果表明,根据实测齿面误差计算得到的静态传递误差成分更丰富,齿廓偏差在低转速下对齿轮系统的影响较大,径向跳动和齿距偏差在高速时对齿轮系统的影响较大。     

行星齿轮系扭转非线性振动建模与运动分岔特性研究

建立行星齿轮系扭转非线性振动模型,模型中考虑了行星齿轮系各齿轮副间的时变啮合刚度、齿侧间隙以及综合传递误差等非线性因素;推导出系统的量纲一振动微分方程,采用数值积分方法研究行星齿轮的运动特性随转速以及齿侧间隙等参数的分岔特性,结合Poincaré图形分析,研究转速、啮合阻尼以及齿侧间隙等参数对系统分岔特性的影响。结果发现,随着转速的逐渐增大,系统会通过激变途径进入到混沌运动,而随着齿侧间隙的逐渐增大,系统会通过倍周期分岔途径进入到混沌。阻尼过小将会导致行星齿轮系统的稳态运动由短周期运动向复杂运动转变。齿侧间隙是影响系统运动分岔特性的重要因素,但是影响范围主要限于量纲一齿侧间隙大于3.5的大间隙区段。     

齿侧间隙对齿轮副非线性振动特性的影响研究

齿侧间隙的存在会产生齿间冲击,影响齿轮传动的平稳性。为了全面研究齿侧间隙对齿轮振动特性的影响,通过建立齿轮副非线性振动的数学模型,并基于Runge-Kutta法对该模型进行数值仿真求解,结合时间历程图、相图、Poincaér映射图以及FFT频谱图,研究不同啮合频率、不同载荷下的齿侧间隙对齿轮副振动和冲击状态的影响。研究表明,啮合频率对齿侧间隙的动力学响应呈现非线性关系,在固定啮合频率时,在一定齿侧间隙范围内,齿轮出现混沌。在此范围外,不受影响;齿轮传递载荷较小时,齿侧间隙更容易对齿轮副的振动特性造成影响。而重载时,齿侧间隙的变化对齿轮副振动特性影响较小;随着齿侧间隙的增加,齿轮冲击状态由双边冲击向单边冲击过渡,当超过一边界值时,冲击状态维持在单边冲击状态不变。     

基于Romax的电驱动动力总成振动特性仿真研究

综合考虑柔性壳体、齿轮啮合刚度、传递误差、齿侧间隙和轴承等因素的影响,在Romax软件中建立了考虑柔性壳体与齿轮系耦合作用的电驱动动力总成刚柔耦合模型。对其振动特性进行了仿真研究,获得了系统固有频率值、齿轮传递误差和轴承动载荷等,并与动力总成齿轮传动系进行对比,分析了两者振动特性的差异及其产生原因。     

考虑齿厚偏差的圆柱齿轮副振动特性分析

为了研究齿厚偏差对圆柱齿轮副振动特性的影响规律,建立了考虑齿厚偏差的圆柱齿轮副啮合刚度和传递误差计算模型,分析了齿厚偏差对圆柱齿轮副啮合刚度和传递误差激励的影响;然后建立了考虑齿厚偏差的圆柱齿轮啮合副有限元模型,分析了齿厚偏差对圆柱齿轮副振动特性的影响。结果表明:随着齿厚偏差增大,齿轮副单齿啮合刚度降低,传递误差和啮合振动增大;随着螺旋角减小,齿轮副单齿啮合刚度逐渐降低,传递误差波动和啮合振动增大,同时齿轮副振动特性对齿厚偏差更加敏感;随着作用扭矩减小,齿轮副单齿啮合刚度降低,传递误差激励减小,啮合振动减小,同时齿轮副振动特性对齿厚偏差敏感性降低。     

齿面磨损及轴承间隙对齿轮动力学的影响研究

齿面磨损及轴承间隙是影响齿轮系统动力学的重要因素,为揭示齿面磨损及轴承间隙对齿轮系统动力学的影响,建立了6自由度弯扭耦合模型,该模型考虑了齿面磨损、轴承间隙、摩擦及齿侧间隙等因素。通过Runge-Kutta法对动力学微分方程进行求解并得到系统的动态响应。研究结果表明,当齿轮由未磨损状态转变为轻微磨损状态时,齿轮系统动态传递误差振幅减小,振动减小;随着齿面的不断磨损,到达严重磨损时,动态传递误差振幅增大,振动加强;齿轮动态传递误差的振幅随着轴承间隙的增大逐渐增大,同时系统发生谐振现象,影响系统的稳定性。     

壳体柔性对电动车减速器振动影响的仿真研究

综合考虑齿轮啮合刚度、传动误差、齿侧间隙和轴承等因素的影响,基于Romax Designer软件建立了某电动车减速器的齿轮传动系模型,并对其进行了振动特性分析;将减速器壳体有限元模型导入Romax中,建立了考虑壳体柔性的减速器齿轮一壳体刚柔耦合模型,并将其振动特性与齿轮系进行了对比分析。结果表明,考虑壳体柔性后,系统的固有特性发生较大改变,齿轮传递误差值、系统振动响应和轴承动载荷等均有所降低。     

齿侧间隙对星型齿轮传动扭振特性的影响研究

建立了受传递误差和时变啮合刚度激励的星型齿轮传动的间隙型多自由度非线性扭转振动模型,并用自适应变步长Gill数值积分方法进行了求解。结合Poincar啨映射和相平面研究了在不同齿侧间隙下系统出现的简谐、非谐单周期、次谐、拟周期以及混沌响应,并得到了改变间隙时系统的动力学分岔特性。通过分析各齿轮副的动载荷系数变化规律,讨论了各齿轮副啮合状态在非冲击、单边冲击以及双边冲击状态之间的转化过程和齿侧间隙的关系。从理论上分析了齿侧间隙对系统的稳态响应、动载荷等动态特性的影响。     

多间隙耦合齿轮转子系统动力学与试验研究

为了研究多间隙对齿轮转子系统动力学特性的影响,提出一种考虑多间隙耦合的齿轮转子系统动力学建模方法,并利用相应的动力学试验验证了建模方法的准确性。在动力学模型中,考虑了轴承径向间隙、动态齿侧间隙以及时变啮合刚度。分析转速和间隙大小对系统振动特性的影响规律。结果表明:从动轮加速度振动频谱主要包含径向振动频率和啮合振动频率。随着转速的提高,径向振动幅值增大,啮合振动也更为剧烈。径向间隙增大导致径向振动与啮合振动幅值升高,而齿侧间隙增大会导致机构回差增大。通过动力学验证试验,从频率和幅值上验证了理论计算和分析结果的正确性,但试验数据与理论计算之间仍存在一定误差,尤其是幅值误差较大,这些误差的主要来源是模型参数误差和测量误差。     

特种汽车轮边减速系统齿轮传动力学特性分析

针对特种汽车轮边减速系统太阳轮一行星轮进行减速的传动方式,采用扭转振动模型,建立了考虑齿侧间隙、啮合刚度、传动误差在内的齿轮非线性动力学方程,利用Runge-Kutta法对齿轮的运动微分方程进行求解.通过建模、求解得到分岔图并进行分析,研究单自由度齿轮在齿侧间隙和阻尼比影响下的动力学特性.研究结果表明:随着齿侧间隙的增加,齿轮运动受到的冲击越大,系统状态越混沌;固定齿侧间隙,随着阻尼比的增加,齿轮运动趋于稳定.     

齿轮系统谐波共振的多尺度分析方法

考虑齿轮啮合动态刚度、传递误差、齿侧间隙等非线性因素,将时变刚度按5次谐波展开,齿侧间隙按3次多项式拟合,运用多尺度方法分析了单对直齿轮传动系统的谐波共振响应特性,讨论了系统在非共振硬激励下消去长期项的条件,给出了系统中存在的多种频率因子,发现了系统中存在2阶、3阶超谐波共振和1／2阶、1／3阶次谐波共振,推导了稳态振动下的频率响应方程,并绘制了频率响应曲线,分析了静态激励、动态激励、参数激励以及系统中阻尼对稳态响应的不同影响作用。     

多自由度齿轮副传动系统动载荷特性影响因素分析

建立了多自由度的齿轮副传动系统的动力学模型,模型主要考虑了支撑间隙、齿侧间隙和传动误差的影响。采用四阶Runge-Kutta法对模型在不同参数下的动载荷系数进行了分析。研究结果表明:在高转速区域,齿轮的传动误差对齿轮系统的动载荷具有较大的影响,齿频误差的影响相对于偏心误差更为突出;随着齿侧间隙的增加,齿轮副的动载荷出现了较快的增加;在高速区域齿侧间隙对动载荷系数的影响更加突出;在低转速下齿轮的支撑间隙对动载荷系数的影响较小;在高转速下随着支撑间隙的增加,齿轮系统的动载荷系数变大,齿轮的振动和冲击增加。     

变参数对少齿差行星减速器振动特性影响及实验

建立了一种综合考虑时变啮合刚度、啮合阻尼、啮合误差、齿侧间隙和输入转速等多参数的少齿差行星减速器弯扭耦合非线性动力学模型。分析计算了该减速器的啮合误差激励,根据啮合特性推导出时变啮合刚度,并建立系统多参数、多处非线性和多自由度的动力学微分方程。利用Matlab求解各参数对系统非线性振动特性的影响,最后进行实验进行分析验证不同转速、负载对系统振动特性的影响。结果表明:时变啮合刚度、啮合阻尼、齿轮误差、齿侧间隙及转速对减速器振动影响较大,振动实验结果与仿真分析趋势基本一致,验证仿真分析的正确性。     

渐开线直齿圆柱齿轮齿侧间隙影响因素分析

齿侧间隙是影响齿轮传动精度的重要指标,影响齿侧间隙的因素既包括齿轮的制造误差、安装误差,也包括运行的工作条件.文中对影响齿侧间隙的因素进行分析,探讨在不同齿轮精度下计算齿侧间隙的方法.     

间隙误差条件下辊轧机传动系统动态特性分析

基于齿轮系统动力学及非线性系统动力学理论,建立了考虑时变啮合刚度、综合啮合误差以及齿侧间隙等因素的叶片辊轧机传动系统的非线性动力学模型。采用数值积分方法对含间隙非线性微分方程组进行了求解,研究了齿侧间隙对辊轧机传动系统的动态特性影响。研究表明:齿侧间隙增大使系统由简谐振动进入混沌振动;传动系统啮合状态由双边冲击转为单边冲击,且间隙的增加对上轧辊一级齿轮-齿条以及二级齿轮-齿条啮合动态响应影响较大,对下轧辊齿轮-齿条啮合动态响应影响较小。     

基于时变因素影响的弧齿锥齿轮副间隙动力学研究

基于时变啮合阻尼、时变啮合刚度和静态传递误差的考虑,建立了含间隙的弧齿锥齿轮副扭转动力学模型,并采用Runge-Kutta法求解,主要分析时变啮合阻尼和齿侧间隙对系统响应的影响。计算结果表明,系统的非线性振动特性受时变啮合阻尼和间隙的影响较明显。随着阻尼系数和间隙的改变,系统振幅在一定范围内会产生较明显的波动,而且还会出现周期、拟周期和混沌运动以及分岔和跳跃现象等非线性特性。     

含动态齿侧间隙的齿轮系统稳定性研究

以单级直齿轮传动系统为研究对象,建立包含时变啮合刚度、综合误差、齿侧间隙的横-扭-摆耦合10自由度非线性动力学模型。详细推导并计算齿轮啮合过程中间隙、压力角和中心距的动态数值;利用Lyapunov指数法研究齿侧间隙与系统稳定性的关系;结合分岔图和庞加莱映射图,研究齿侧间隙对系统振动特性的影响。研究表明：工况一定时,随着齿侧间隙不断增大,系统通过分岔和激变从单周期响应过渡到混沌,且通过分析得到了间隙的取值范围,为工程设计提供了理论指导。     

基于齿面摩擦的直齿轮副动力学特性分析

建立了考虑齿面摩擦、时变啮合刚度、齿侧间隙和综合传递误差的直齿轮副6自由度弯曲-扭转耦合的非线性动力学模型,应用牛顿第二运动定律,建立了系统的振动微分方程。依据接触线的位置,推导了齿面摩擦和摩擦力矩的数学表达形式。分析了齿面摩擦对系统周期振动状态、混动运动状态及分岔特性的影响。结果表明,齿面摩擦加剧了齿轮副的振动,且对垂直于啮合线方向的振动影响最为明显;齿面摩擦导致系统的混沌程度降低,且在一定情况下,系统的混沌吸引子可能转化为周期吸引子;齿面摩擦导致系统的分岔变得模糊,且导致系统提前进入混沌运动状态。     

弧齿锥齿轮传动系统动态特性研究

基于集中质量法建立了弧齿锥齿轮8自由度弯-轴-扭三维空间动力学模型.模型中考虑了啮合刚度的时变性、几何传递误差的非线性、齿轮副间隙及轴承刚度的非线性.利用齿面接触分析与齿面承载接触分析求出几何传递误差与轮齿综合啮合刚度,利用轴承变形理论求出系统非线性支承刚度,使用Runge-Kutta法对传动系统进行动态响应求解,并研究了这些因素对弧齿锥齿轮振动的影响.结果表明:几何传递误差是影响齿轮振动的最主要因素,由啮合刚度变化引起的一系列振动受转速与负载的影响较大.     

双参变量下单级齿轮系统动态特性界域结构分析

为了研究含间隙齿轮系统幅值跳跃与齿面冲击的关联关系，用谐波平衡法建立了单级齿轮系统动力学方程组，用Broyden秩2拟牛顿法和拟弧长延续算法求解获得了系统幅频特性的参数界域结构。分析齿侧间隙、静态综合误差、时变啮合刚度、阻尼和频率等参数界域结构中的多值解/齿面冲击特性，探索了参数对系统幅值跳跃、多值解和啮合冲击特性的影响。结果表明，系统的幅值跳跃响应出现在共振频率附近，受齿侧间隙的影响在无间隙的轴承支承处也出现了非线性跳跃；当间隙b>1.55时，间隙对系统多值解/齿面冲击特性不敏感；系统的多值解/齿面冲击特性随时变啮合刚度和静态综合误差的增加而加剧；阻尼能有效抑制系统幅值跳跃和齿面冲击特性，当阻尼ξ>0.3时系统表现出线性特征。