齿轮传动系统刚柔耦合建模及载荷特性研究

齿轮传动系统是履带车辆核心部件之一,为了掌握齿轮在系统运行过程中的载荷特性,基于刚柔耦合动力学,构建了利用Creo、HyperMesh和RecurDyn软件平台联合建模的方法,在考虑齿轮副间时变接触力和齿轮柔性的基础上,建立了系统刚柔耦合仿真模型,并依托试验台架对其准确性进行了验证。以某实际工况为例进行仿真,将刚柔耦合模型和刚性体模型的仿真结果进行对比分析,结果表明刚柔耦合模型能更加准确地对齿轮运动受力情况进行描述。根据仿真得到的齿轮应力变化规律,分析了系统运行过程中断齿故障的产生的原因。仿真过程及结果为齿轮疲劳寿预测、系统的故障诊断提供了参考和依据。     

运行工况下风电传动系统机电耦合建模及其动态特性分析

为研究风电传动系统在变速变载运行工况下的机电耦合动态特性,构建的包括齿轮系统动力学模型、永磁同步发电机有限元模型以及风机运行控制模型的风电传动系统机电耦合模型,计入了齿轮时变啮合刚度以及发电机齿槽效应、磁饱和等非线性因素.仿真分析了风电传动系统在启动、发电运行工况下的动态响应和机电耦合动态特性.研究结果表明:启动工况下...     

机器人关节伺服器传动系统机电耦合动态特性研究

目前,机器人关节伺服器向着微型化、集成化发展,针对智能机器人操作精度要求高,对机器人关节伺服器典型的电机拖动齿轮机电耦合系统,进行不同工况下的动态特性研究十分有必要。为此,根据多级齿轮系统时变啮合特性及无刷电机动态特性,建立了多级齿轮系统动力学模型和无刷电机动态模型,搭建了机器人关节伺服器传动系统机电耦合动力学模型;分析了该系统的自由扭振特性和系统模态能,并进一步研究了在稳态工况和冲击载荷工况下机器人关节伺服器传动系统的动态响应特性。结果表明,多级齿轮系统和电机之间存在机电耦合效应,在该系统遭受冲击后,齿轮副啮合力以及齿轮扭振波动变得剧烈后趋于稳定。     

机器人关节裂纹传动系统机电耦合动态特性研究

服务机器人关节采用驱控一体化集成设计,并且传动系统采用小模数变位齿轮。关节频繁运动容易导致齿轮传动系统产生裂纹,裂纹引起刚度变化从而影响整个系统的动态特性。根据变位齿廓建立变位齿轮裂纹刚度计算模型,分别研究变位系数、多种裂纹形式对时变啮合刚度的影响;其次利用集中参数法构建了机器人关节机电耦合平移—扭转动力学模型,并将驱动电机的电磁特性、齿侧间隙等因素考虑入方程中;最后通过统计学分析裂纹对传动系统的影响。研究结果表明：正变位使刚度增大,负变位反之;双侧裂纹对刚度的影响明显大于单侧;随着裂纹加深,时变啮合刚度加速降低;随着传动系统级数的增加,裂纹对传动系统的影响逐渐减弱。研究结果为变位齿轮传动系统裂纹故障诊断提供理论基础。     

关节型机械臂伺服传动系统机电耦合特性研究

加工作业机械臂是复杂机电系统,存在机电参数匹配问题,若匹配不当,会导致机械臂运动的稳定性下降,工件表面加工精度降低。针对这一问题,提出基于机械臂机电耦合模型的机电参数匹配特性分析方法。利用提出方法探究机械臂机械结构参数与电动机设计参数对转矩和转速脉动的影响。通过建立机械臂伺服传动系统的机电耦合数学和仿真模型,验证了电动机参数与机械结构的不同组合可有效抑制机电耦合振动,提高系统的匹配特性和加工精度,从而证明了提出方法的正确性和有效性。     

行星齿轮传动系统刚柔耦合建模及故障特性仿真研究

针对某型坦克行星变速箱的K3行星排,为了研究故障齿轮对行星传动系统的动态特性影响,运用SolidWorks、Adams及ANSYS软件,建立其刚柔耦合动力学模型并进行联合仿真分析,验证了刚柔耦合模型相对于纯刚体模型在时域、频域上的振动响应;通过分析危险节点应力变化曲线,得到应力极大值时刻等效应力分布云图;阐明了轮齿剥落...     

刮板输送机永磁电机半直驱动传动系统机电耦合模型研究

针对采用传统驱动方式的刮板输送机调控效果差的问题,设计了永磁电机半直驱系统,并对空载运行、稳定承载运行和随机承载运行状态下输送机运行工况进行模拟分析,验证了本文所建刮板输送机永磁直驱系统机电耦合模型的合理性及正确性.     

随机风速背景下风电传动系统机电耦合动态特性研究

考虑自然环境中随机风速对于整体风电传动系统机电耦合产生的影响,通过数学模型及相关软件进行模拟分析,得到随机风速背景下风电传动系统机电耦合动态特性。结果显示,在随机风速背景下风电传动系统中机械系统与电气系统具有强耦合性,通过耦合效应传递给电气系统产生电磁转矩变化,然后又再次反向影响机械系统。所以,在未来风电传动系统设计过程中,应考虑随机风速背景下机械系统与电气系统耦合产生的影响。     

多轴驱动车辆整车动力传动系统多体动力学建模研究

针对某多轴全轮驱动重型特种车辆,利用ADAMS开发了基于变速箱、分动器、差速器的8×8整车动力传动系多体动力学模型,并引入实际边界条件;在整车模型中,对其进行不同典型工况下的仿真分析,验证了模型的有效性。结果表明:开发的动力传动系模型可以作为整车动力传动系统多体动力学研究的基础;同时可更改模型子系统实现不同零部件匹配,进而指导之后的总体设计零部件选配工作。     

退火窑主传动系统机-电耦合建模及故障特性

针对退火窑主传动系统故障特性,综合考虑齿轮时变啮合刚度和轴承时变刚度等非线性因素,建立了包含驱动电机、齿轮传动系统及系统负载在内的退火窑主传动系统机-电耦合动力学模型。分析了轴承外圈故障、齿轮断齿故障对退火窑主传动系统动态特性及其电特性的影响。结果表明,当发生断齿故障时,其故障特征是以断齿所在轴及齿轮的故障特征频率为调制信号,对各构件主导频率附近的边频产生了调幅调频的现象,同时也对电信号产生调制现象;当发生轴承外圈故障时,其故障特征是以外圈故障特征频率为调制信号,对各构件主导频率周围的边频产生调幅调频现象,同时也对电信号产生调制现象。研究结果对退火窑主传动系统健康状态监测与预警提供了理论基础。     

伺服驱动系统机电耦合动力学特性分析

为探究电磁参数和机械参数变化对伺服驱动系统动态特性的影响,基于机械动力学和电磁学相关理论,建立一种包括电机电磁刚度和电磁阻尼的四惯量机电耦合模型;采用变步长4～5阶Runge-Kutta法对模型进行数值求解,得到系统的时间历程曲线、相平面图、庞加莱映射和幅频特性曲线;分析电磁刚度、激励频率和传动综合误差等参数的变化对机...     

多电机并联驱动-传动系统动力学建模及其固有振动特性分析

为了解多电机并联驱动-传动系统的固有振动特性,揭示系统刚度参数对其固有频率的影响规律,考虑齿轮时变啮合刚度、啮合误差等非线性因素,采用集中质量法建立其耦合动力学模型,根据中心构件振动位移的特点,给出了3种典型的系统低阶振型,即扭转振型、横向振型和行星轮振型;研究了传动轴扭转刚度和部件支撑刚度对系统固有频率的影响。结果表明,除高阶频率外,其他频率成分对系统刚度参数的变化比较敏感,且在求解系统固有频率时应充分考虑系统的耦合效应;同时,系统刚度参数的变化会引起模态跃迁现象,即系统振动模式发生突变,增加系统动力学行为的复杂性。在动态设计过程中,应尽量避开模态跃迁点,进而避免系统产生多阶次共振现象。     

机电复合传动系统特性分析

机电复合传动系统又称为EVT系统,是当前车辆传动系统研究的重要方向之一,也是混合动力的一种重要实现方式,目前在汽车动力中应用愈加广泛。现主要介绍某双模式机电复合传动方案,并对系统进行特性分析,以促进我国机电复合传动系统的发展。     

机电集成超环面传动系统非线性机电耦合动力学

正项目负责人:许立忠(E-mail:xlz@ysu.edu.cn)依托单位:燕山大学项目批准号:510753501.项目简介机电集成超环面传动集超环面行星传动技术、驱动技术和控制技术于一体,是一种新概念的机电集成广义复合传动。该传动结构紧凑,输出转速和转矩可控、可以使现有机电系统的结构组成大为简化。除航空、航天和车辆等要求结构紧凑的领     

考虑磁参数影响的轧机主传动系统机电耦合振动特性研究

伴随科技的迅猛发展,交流电机已逐步取代直流电机并广泛应用在轧机系统中。针对以往对轧机机电系统振动特性的研究往往忽略电机磁参数影响这一问题,考虑异步电机中漏磁系数、定子时间常数、转子时间常数等磁参数,把转子磁链电机模型与机械系统相结合,建立了轧机主传动系统机电耦合振动模型,此模型摆脱了以往机电耦合模型复杂繁琐的积分环节和惯性阻碍,并利用数值方法研究了漏磁系数、定子时间常数、转子时间常数对轧机主传动系统振幅与调节时间的影响。研究结果为进一步分析轧机主传动系统的振动现象奠定了理论基础。     

考虑电气参数影响的轧机主传动系统机电耦合振动特性研究

针对以往对交流电机驱动的轧机主传动系统振动特性的研究往往忽略电气参数影响这一问题,考虑交流异步电机中串联补偿电容、转子电阻、相位延时、谐波扰动等电气因素,然后结合机械系统,建立了交流电机驱动的轧机主传动系统机电耦合振动数学模型,并用数值方法研究了串联补偿电容、转子电阻、相位延时、谐波扰动等电气因素对轧机主传动系统振动特性的影响。研究结果为进一步分析、诊断及控制交流驱动的轧机主传动系统的振动现象奠定了理论基础。     

轧机主传动系统机电振动特性分析及控制措施研究

建立恰当的轧机系统模型,对其动态特性进行正确完备的描述是进行轧机系统设计、控制、状态监测和故障诊断的关键.考虑间隙、摩擦等非线性因素的影响,建立了轧机主传动系统的机械模型,并进一步将控制系统、机械系统和轧制工艺条件等作为一个大系统来考虑,建立了复杂系统的机电耦合模型.用数值方法分析了电流调节器参数、轧制工艺条件、谐波扰动和间隙等因素对轧机系统振动特性的影响,并提出了相应的机电振动控制措施.研究结果表明,建立的机电耦合模型可以方便地分析轧机系统机电耦合动力学规律,为进一步控制轧机振动特性奠定基础.     

双齿轮箱传动系统耦合振动特性研究

基于广义有限元法和子结构法,建立了通过膜片联轴器耦合的双齿轮箱传动系统的动力学模型,通过傅里叶级数法进行求解,获得了耦合系统各啮合副上的动态啮合力和各轴承上的动态轴承力,并与未耦合联轴器的各单独子系统的动力学分析结果进行了对比。结果表明,耦合对于动态啮合力的影响较小,而对于动态轴承力的影响较大,尤其是对与联轴器同轴系上的轴承作用尤为明显;且耦合作用使得动态啮合力和动态轴承力中均增加了其他频率成分,但幅值较小。