纯电动汽车高速斜齿轮传动振动特性分析

为研究高转速情况下时变啮合刚度和啮合冲击对斜齿轮传动振动特性的影响,以某纯电动汽车高速斜齿轮传动为研究对象,建立了弯-扭-轴动力学模型;采用改进的基于承载接触分析的计算方法获得时变啮合刚度曲线,并计算了啮合冲击时间及啮合冲击力幅值;分析了时变啮合刚度、啮合冲击以及两者综合3种激励条件下高速斜齿轮传动系统的振动特性。结果表明：时变啮合刚度激励下,在过共振区,转速变化对系统振动的影响不显著;啮合冲击激励以及综合激励条件下,系统振动随转速的升高而增大,与啮合冲击激励相比,综合激励下振动加速度增幅较缓。研究结果可为纯电动汽车高速斜齿轮传动的设计和工程应用提供参考依据。     

基于小波分解的同步带传动噪声特性研究

同步带传动噪声可以分为啮合冲击噪声、横向振动噪声、空气流动噪声和摩擦噪声,每种噪声所处的具体频段不同。为了研究汽车同步带噪声信号的频率分布特性,首先,理论分析了同步带传动各种噪声的频域分布情况;然后,针对ZA型汽车同步带进行变转速变张紧力试验;最后,基于小波分解的分析方法,得出同步带传动噪声信号的频段分布特性。结果表明,随着转速的增加,啮合冲击噪声增加,同步带传动噪声源中啮合冲击噪声能量比重增加,啮合冲击噪声主要集中在高频段,横向振动噪声主要集中在低频段。研究为汽车发动机的减振降噪提供了依据。     

修形齿轮动态特性对比试验研究

对汽车变速器而言,其振动噪声的主要来源是传动齿轮的啮合冲击,而齿轮修形技术能够有效地降低汽车变速器齿轮的啮合冲击,为探究不同修形参数对齿轮振动噪声的影响,进行了修形齿轮动态特性对比试验研究,从而得出适合的修形参数。试验研究结果为确定齿轮修形参数提供了基础数据参考。     

钢/塑齿轮组合行星传动的振动特性

为了深入了解钢质行星齿轮传动系统引入塑料齿轮后的振动特性,建立钢/塑齿轮组合行星传动的动力学分析模型和试验模型,对SNS、SSS、SSN和NSS四种钢/塑齿轮组合行星传动的振动特性进行理论分析与试验研究,分析组合方式对行星传动振动特性的影响。数值仿真与试验研究结果表明:塑料齿轮的引入对行星齿轮传动的振动特性影响很大,显著地减小了太阳轮与行星轮和内齿圈与行星轮的啮合动载荷;有效地抑制了行星齿轮传动的齿轮啮合频带振动和高频带振动;组合方式对行星齿轮传动的振动特性影响显著,合理地采用钢/塑齿轮组合行星传动结构可以极大地降低啮合动载荷,从而有效地抑制传动系统的振动和噪声。     

斜齿轮啮合传动内部激励研究

齿轮啮合传动的内部激励是引起齿轮振动和噪声的关键因素,以某8挡自动变速器中一对常啮合斜齿轮为研究对象,对其啮合传动过程的内部激励开展全面深入研究,包括齿面接触状态、时变啮合刚度、误差激励和啮合冲击。采用有限元法分析斜齿轮的静态和动态接触过程,得到齿面接触应力的大小及分布;采用接触线长度变化表示时变啮合刚度的理论方法和采用有限元仿真的方法得到斜齿轮传动的时变啮合刚度曲线;采用理论计算和有限元法分析斜齿轮误差激励,包含啮合误差、静态传递误差和动态传递误差;采用有限元法分析啮合冲击,得到齿轮传动过程的齿根应力;采用有限元法计算齿面接触线上应力分布。研究为斜齿轮传动状态的改善提供了基础。     

功率分流式混合动力轿车传动系噪声分析

以某功率分流混合动力轿车传动系为研究对象,分析了该款深度混合动力汽车的转速特性,通过噪声测试确定了混合动力传动系在纯电动和混合动力模式下的噪声源,建立了传动系复合行星排齿轮啮合对三维接触动态有限元模型,分析了齿轮对三维接触动态特性。噪声测试结果表明,复合行星排齿轮啮合是纯电动模式下主要噪声源,齿圈与减速器齿轮啮合噪声及发动机噪声是混合动力模式下主要噪声;动态接触分析得到了齿轮对啮合时轮齿的接触状态、接触应力、接触力、接触面积等随啮合位置变化的规律,为混合动力传动系振动噪声、强度校核和动态性能优化提供了依据。     

航空人字齿轮传动的动态特性研究

为降低航空人字齿轮传动的振动噪声,对其动态特性进行研究.应用集中质量法建立了12自由度人字齿轮弯-扭-轴耦合动力学模型,模型中综合考虑了轮齿刚度激励、误差激励和啮合冲击激励根据牛顿力学定律,推导出相应的运动微分方程.采用变步长四阶Runge-Kutta法对方程进行了求解,获得了系统的动态响应分析了各种激励对人字齿轮振动特性的影响.结果表明,齿轮啮合线上的振动加速度和轴向振动加速度大于齿轮横向振动加速度,是引起齿轮振动噪声的主要原因 .刚度激励和啮合冲击激励主要影响啮合线方向上的振动,轴向位移激励主要影响轴向振动,对横向和啮合线方向的振动几乎没有影响.     

塑料行星齿轮系统振动与噪声特性的研究

为了进一步了解塑料行星齿轮传动系统的传动特性,建立了塑料行星齿轮传动系统的物理模型和实验模型.对塑料行星齿轮传动在不同工况下的振动特性及噪声特性进行了研究.研究结果表明:塑料行星齿轮传动的振动主要分布在齿轮啮合基频带及各次倍频、谐频带和转子不平衡频带等;转速和负载的增大加剧了塑料行星齿轮在啮合基频处和谐频处的振动强度;负载的增加会抑制塑料行星齿轮在啮合2倍频处的振动强度;负载和转速的增加会明显的抑制转子不平衡的影响;噪声随着转速的增大而增大,负载的增大会抑制噪声的强度,噪声的峰值与各频带的共振峰值有着对应的关系.     

基于齐次坐标表达式的变厚齿轮传动啮合模型研究

基于齿轮啮合原理,从变厚齿轮的加工原理出发,采用齐次坐标表达式首先建立了齿条刀在其法平面内的数学模型,然后运用坐标矩阵变换关系将其转换到端面坐标系内,进而运用齿条的节平面与齿轮的分度圆柱为无滑动的纯滚动关系,基于齿条刀与变厚齿轮之间的相互啮合关系推导出了变厚齿轮的参数化数学模型,并在此基础上基于变厚齿轮啮合的连续切触条件提出了变厚齿轮传动的啮合模型,该模型可以用于模拟交错轴、平行轴及相交轴的变厚齿轮传动,为变厚齿轮传动啮合特性、接触特性的进一步研究提供了理论基础。     

冲击载荷作用下齿轮传动系统动力学仿真分析

冲击载荷常常是引起齿轮传动系统寿命缩短的主要原因。通过Pro/E软件对可控软启动齿轮箱传动部分建立虚拟样机三维传动模型,利用ADAMS对齿轮传动系统在冲击载荷作用下开展动力学仿真。求解齿轮传动系统各级传动角速度、啮合力及其频谱曲线,对比有无冲击载荷作用下各级齿轮啮合力及其频域特性的变化情况,得到冲击载荷使得齿轮啮合频率处振动能量明显增大。仿真结果与理论分析结果接近,可为后续考虑冲击载荷作用的齿轮疲劳寿命估算提供数据支持。     

准双曲面齿轮振动噪声试验与预估分析研究

为研究准双曲面齿轮传动机构的啮合振动、辐射噪声与传动误差的关系,建立三者之间的数据同步检测模型;并利用Y9550型锥齿轮滚动检验机搭建了综合试验平台。通过对一副准双曲面齿轮的振动与噪声信号的采集数据对比,分析振动与噪声的时域特征,并进一步分析振动与噪声谱中的频域相关特性。在Kato公式的基础上引伸出准双曲面齿轮的定量分析式,并借助传动误差的检测结果,对多次采集的数据进行以振动代替噪声的预估计算,试验结果表明:准双曲面齿轮的啮合振动能够较准确地反映出传动噪声的状态,并能够反馈到齿轮设计层面上,从而达到降低齿轮振动与噪声的目的,提高传动系统的稳定性。     

弧齿锥齿轮箱动态特性分析及辐射噪声预估

以升船机同步系统用弧齿锥齿轮箱为研究对象,综合考虑锥齿轮副刚度激励、误差激励和啮合冲击激励等内部动态激励,建立了包含弧齿锥齿轮副、传动轴、轴承和箱体等的齿轮系统动力有限元模型,采用ANSYS对齿轮系统进行动态响应分析,得到齿轮箱的振动位移、振动速度及振动加速度;以箱体表面节点振动位移为边界激励条件,在SYSNOISE中建立箱体声学边界元模型,采用直接边界元法进行辐射噪声预估,得出箱体表面的声压云图及场点的辐射噪声。结果表明:齿轮箱动态响应及辐射噪声的峰值频率均出现在啮合频率及其倍频处。     

时标信号在螺旋锥齿轮振动与噪声测量中的应用

在传统的齿轮振动与噪声测量的基础上,提出了一种使用旋转编码器为采集振动与噪声数据提供齿轮分度时标的测量方法;通过对齿轮啮合时谐波特征的分析,建立了螺旋锥齿轮振动与噪声的同步测量模型,推导了时标信号的频率特性,并分析了其滤波效果;然后在此基础上利用MATLAB软件对齿轮传动中的啮合频率及其谐波进行了仿真与分析;最后,在Y9550型滚动检验机上搭建振动与噪声测量的试验平台,并对螺旋锥齿轮的振动与噪声进行了测量验证。结果表明,利用时标分度信号的测量方法能够有效地隔离机床本身的振动并减少输入噪声的扰动及其他影响,进而准确地提取出与啮合周期信号相关的频率信息。     

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。     

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。     

用齿轮噪声特性诊断轮齿裂纹

齿轮在连续传动过程中,其轮齿裂纹表现为周期性冲击激励会对原啮合特性产生多频率的复合调制现象,本文根据齿轮啮合噪声特性的这种变化特征,分析了诊断轮齿裂纹的可能性。     

考虑冲击载荷的CST齿轮传动系统动力学仿真研究

齿轮传动是机械传动中普遍采用的传动方式,而冲击载荷是造成其寿命缩短的主要原因。通过建立可控软启动(CST)齿轮箱传动系统虚拟样机三维模型,利用ADAMS对齿轮传动系统进行动力学仿真,研究冲击载荷对齿轮啮合力及其频域特性的影响,获得各级传动角速度和啮合力及其频谱曲线。仿真结果与理论值相近,验证了模型的正确性。冲击载荷使得振动能量增大,对应于其啮合频率处啮合力幅值增大。研究成果为后续考虑冲击载荷作用的齿轮疲劳强度计算提供数据支持。     

机械噪声及其控制 第三讲:齿轮噪声

齿轮传动的噪声通常包括齿轮、传动轴、轴承和齿轮箱体等的声辐射。本文仅就一对渐开线齿轮啮合传动时所产生的直接辐射噪声进行分析与探讨。一、渐开线齿轮啮合噪声的产生一对渐开线齿型的齿轮在运转过程中产生的振动与噪声主要是由于轮齿在啮合过程中产生“节线冲力”和“啮合冲力”所激起的。1.节线冲力设有一对理想齿轮(即齿面啮合绝对精确和绝对刚性的)啮合传动时,一对轮齿上的渐开线型面自 A点开始接触经节点 P 至 B 点相互分离,即 AB 线段为其啮合长度,如图1所示。A 点在主动轮齿面上接近其基圆,而在从动轮齿面上处于顶圆,因之 A 点的相对滑动速度最大。随着齿轮转动,接触点沿啮合线向     

两级行星齿轮动力学仿真研究

根据两级行星齿轮的经典结构,忽略部分细节,在三维软件Pro/Engineer中建立系统的三维实体模型,然后导入ADAMS软件中建立系统的虚拟样机模型。根据赫兹接触理论进行动力学仿真,验证了系统的传动规律。对系杆角加速度进行时域和频域分析,结果表明系杆角加速度振动频率和该级行星齿轮的啮合频率一致,且存在高频振动。对行星齿轮啮合力进行分析,仿真结果表明啮合力具有明显的周期性,X向力和Y向力有相同的频谱特性和明显的相位差,且啮合力的频域成分中同时存在同级行星齿轮的旋转频率和啮合频率,进而表明,行星齿轮存在较复杂的振动。通过对两级行星齿轮虚拟样机的仿真研究,为其进行强度、刚度和疲劳分析提供依据,也为机械的减震设计和使用提供参考。     

齿廓修形对汽车传动齿轮齿面振动噪声影响研究

针对汽车传动中齿轮齿面振动引起的噪声的问题,建立了齿轮与齿轮啮合的系统振动模型,同时将模型中的误差量与齿轮齿廓的修形量进行关联,耦合建立出齿轮齿廓在齿顶部分和齿根部分的修形曲线,并搭建齿轮啮合振动系统动态模型的实验平台对振动噪声做进一步分析。通过实验发现齿轮啮合噪声是影响着整体波形的大小和走向的重要因素,修形后的齿轮拟合噪声时域图波形振幅相对于修形前明显减弱,冲击减小趋势显著;同时,对主试箱振动噪声进行实时采集对比修形前后采样的噪声点。验证了系统振动模型和修形方法的可行性,为汽车变速箱降噪的研究提供了参考。