混合动力汽车齿轮传动系统的动力学分析

为研究某混合动力汽车齿轮传动系统的动力学特性,在考虑时变啮合刚度、啮合阻尼、齿侧间隙、轴承刚度、轴承阻尼、综合误差等非线性因素的基础上,建立了整个齿轮传动系统的平移扭转动力学模型,确认时变啮合刚度和相位角对系统固有频率的影响。基于研究结果,通过改变齿轮参数使系统的固有频率有效避开啮合频率,从而改善齿轮传动系统的振动特性。     

C型阻尼环结构参数对锥齿轮传动动力学特性的影响研究

研究了阻尼环结构参数对附加C型阻尼环弧齿锥齿轮传动系统减振性能的影响。以C型开口阻尼环为研究对象,运用结构力学相关理论研究了开口阻尼环与齿轮沟槽间接触压力的计算方法;建立了附加阻尼环的弧齿锥齿轮传动动力学模型,求解了非线性振动微分方程得到了系统的动态响应;研究了阻尼环的开口量、厚度和宽度对系统振动特性的影响;结果表明,存在使弧齿锥齿轮传动减振效果最佳的阻尼环开口量、厚度以及宽度。     

带式啮合介质齿轮传动动力学性能分析

针对带式啮合介质齿轮传动中存在的动力学性能问题,首先建立了考虑齿轮啮合刚度、误差激励、介质带阻尼等参数的带式啮合介质齿轮传动系统简化振动模型,然后利用Solidworks软件对带式啮合介质齿轮传动系统进行了实体建模,最后导入ANSYS有限元分析软件对该模型进行了动力学性能分析仿真。研究结果表明：介质带的存在没有改变齿轮传动过程中的应力变化规律;带式啮合介质齿轮传动相比普通渐开线齿轮传动,其振动幅度减小,振动周期增大,介质带的存在改变了传动系统啮合刚度和啮合阻尼,起到了减振降噪的作用。     

基于虚拟样机齿轮啮合过程中啮合力动态仿真

基于多体动力学仿真软件ADAMS建立了齿轮-转子系统扭转振动动力学模型。该齿轮副模型包含传统齿轮副扭转振动模型的全部动力学内容。对齿轮啮合过程进行了仿真分析。分析了该模型中主要参数:扭转刚度、扭转阻尼、啮合刚度、啮合阻尼对齿轮啮合力的影响。结果表明:提高啮合刚度、增大啮合阻尼、减小扭转刚度、增大扭转阻尼都能有效地降低齿轮传动时产生的振动和噪声。为齿轮传动系统实现减振降噪提出了可行的优化措施。     

颗粒阻尼器配置对齿轮传动系统动特性影响

齿轮传动正朝着高速、重载和高精度方向发展,对其动态性能要求越来越高。颗粒阻尼通过颗粒间、颗粒与阻尼器壁间的非弹性碰撞和摩擦作用耗能,具有减振效果显著、耐高温、各向同性、对原结构改动小等优点。利用有限元法对齿轮进行了有预应力的模态分析,通过齿轮系统动力学分析,研究单双齿啮合激励对齿轮传动的影响;同时建立齿轮传动离心场中颗粒系统耗能模型,将离散元法计算颗粒系统耗能和试验测试对比,分析阻尼器配置对齿轮传动系统动特性的影响。结果显示,阻尼器配置方案是影响齿轮传动系统动特性的一个重要因素,在阻尼孔中填充一定数量的颗粒,当阻尼器总体积相同且齿轮结构静刚度相差不大时,阻尼器个数越多颗粒系统能耗越大;当阻尼孔直径相同时,阻尼孔个数越多颗粒系统总能耗越小;当阻尼孔个数相同时,阻尼孔直径越大颗粒系统能耗越小。通过试验和仿真对比验证了模型的正确性,为颗粒阻尼在离心场中的应用提供重要的理论依据。     

采煤机截割部机电传动系统动力学特性分析

针对采煤机截割机电传动系统动载荷大易于损坏的特点,提出一个行星齿轮变速过程扭转动力学模型,建立包含电动机、齿轮传动系统和滚筒的采煤机截割机电传动系统动力学模型,并对冲击载荷下采煤机截割机电传动系统的动力学特性进行仿真,研究电动机-齿轮传动系统的连接刚度和阻尼以及齿轮啮合刚度对采煤机截割机电传动系统动力学特性的影响,最后提出了减小采煤机截割部机电传动系统的动态啮合力冲击的方法,以减少采煤机截割传动系统的破坏。啮合冲击力可以分成两类:时变啮合刚度引起的啮合冲击力和冲击负载引起的啮合冲击力。可以通过减少啮合刚度的变化(比如采用人字齿轮)来降低时变啮合刚度引起的动态啮合力冲击;选取合适的电动机-齿轮传动系统连接阻尼和较小的电动机-齿轮传动系统连接刚度来减小冲击负载引起的动态啮合力冲击。     

内外激励作用下地铁齿轮传动系统振动特性研究

地铁齿轮系统作为关键的传动装置,其振动特性对地铁的安全运行具有重要的影响。为研究转速、内部机理啮合误差对地铁齿轮传动系统非线性振动的影响,本文在同时考虑时变啮合刚度、时变啮合阻尼、综合传递误差、外部激励波动的基础上,建立了具有2自由度的齿轮扭转动力学模型,推导了齿轮传动系统的动力学微分方程,并运用RungeKutta数值积分法对其进行分析。本文借助于分叉图来说明齿轮传动系统在不同参数下周期、逆周期和混沌运动的变化情况,进而揭示传动系统的稳定性。研究结果表明,在较低或较高转速下,齿轮传动系统表现出简单的周期运动,进而表明转速对齿轮系统的动态特性有一定的控制作用。当内部激励啮合误差增大时,系统的逆周期和混沌运动逐渐消失,主要表现出简单的周期运动,但相应的幅值明显增大。本文的研究为地铁齿轮传动系统的减振降噪提供一定的理论基础。     

高速动车组齿轮传动系统振动特性

齿轮传动系统是高速动车组传递动力的关键结构,对车辆运行安全性和结构振动及其受载特性有重要影响,研究高速列车传动系统的动力学性能对提升高速动车组技术、提高车辆系统稳定性和安全性等具有重要意义。采用有限元法、自由度缩减理论以及多体动力学理论,建立了包含齿轮传动系统振动的国内某型高速动车组刚柔耦合系统动力学模型。模型中,车体和轮对处理为刚体,构架和齿轮副处理为弹性体。在验证模型齿轮副啮合特性基础上,研究了多种工况下传动系统的动力学性能及其与车辆系统主要部件之间的动态相互作用,获得了传动系统载荷及其对车辆系统主要部件振动的影响特性。结果表明,轨道激扰和车辆运行速度对传动系统振动有明显影响,传动系统振动对构架、齿轮箱以及电动机振动等有一定的影响。建立的高速车辆-传动系统耦合振动模型,突破了传统轨道车辆动力学模型模式,对深入研究高速动车组传动系统振动特性具有重要作用。     

双齿轮并联传动的负载均衡性仿真研究

应用UG软件建立双齿轮并联传动系统的三维模型,利用ADAMS动力学软件仿真双齿轮并联传动的动态过程;分析和研究啮合刚度、啮合阻尼和齿侧间隙等参数对双齿轮并联传动负载均衡性的影响.研究表明,两齿轮副啮合阻尼不同和存在齿侧间隙时对齿轮副负载均衡性的影响较大,而两齿轮副刚度不同时对传动系统负载均衡性影响相对较小.     

基于齿面摩擦的斜齿轮传动动力学特性分析

为了研究斜齿轮齿面摩擦的动力学特性,建立了12自由度斜齿轮系统动力学模型,以时变的啮合刚度作为研究基础,并考虑了假定摩擦系数恒定、接触线上载荷均布状况下摩擦力的影响,以一斜齿轮对为研究对象,采用Newmark法求解齿轮系统的动力学响应,分析有摩擦和无摩擦两种工况下位移变化,结果表明在摩擦力作用下,垂直齿轮啮合线方向的振动加剧,对传动系统平稳有不良影响。模型亦有助于斜齿轮啮合摩擦激励变化特性的进一步研究,结论对齿轮系统的设计分析有一定参考价值。     

阻尼减振技术在船用齿轮箱中的应用研究

对敷设粘弹性阻尼层的齿轮箱装置的减振效果进行了分析。选定一种粘弹性材料添加到齿轮箱下箱体油底壳的内外壁上,建立了有限元分析模型,进行了模态分析、动态响应与结构噪声计算,研究了在油底壳内壁、外部敷设不同厚度阻尼层对齿轮箱振动性能的影响,为阻尼减振技术在齿轮系统的应用提供科学理论依据。     

弹性车轮对地铁直线段轨道减振特性研究

为了评估弹性车轮在地铁直线电机线路的减振效果,结合试验与仿真分别对直线段正常工况与极端工况下弹性车轮减振特性进行研究。现场试验获取了直线段正常工况下轨道和隧道壁的振动水平,试验结果表明,弹性车轮对正常工况下的直线轨道系统的振动有一定的抑制作用,减振量可达2~3dB,同时对车轮多边形冲击振动有明显的减振效果。为了进一步探究对轨道存在钢轨波浪形磨耗或钢轨焊接接头几何缺陷的极端工况下弹性车轮的减振效果,建立车辆-轨道耦合动力学模型,将弹性轮对解耦为轮芯、左轮辋和右轮辋,采用6个自由度建模,轮芯与轮辋间通过弹性橡胶层耦合连接。模拟弹性车轮通过有波磨和焊接接头的钢轨时的振动特性,其数值仿真结果表明,在极端工况下,弹性车轮减振效果可达4~7dB,弹性车轮减振效果随着车辆速度的增加更加显著。     

大跨越输电线路Beta阻尼线消振特性试验研究

准确掌握Beta阻尼线的消振特性是大跨越输电线路微风防振设计的关键问题。基于阻尼线微风振动特点,推导了Beta阻尼线谐振频率与其花边长度的计算公式,分析了阻尼线花边长度的合理取值范围,并结合IEEE输电导线振动测试指南,设计制作了大跨越输电线路Beta阻尼线的消振特性试验模型,研究了Beta阻尼线花边长度、数量以及花边弧垂对大跨越输电导线微风振动的影响规律。结果表明：Beta阻尼线花边长度与谐振频率、质量和材料抗弯刚度密切相关,花边长度不宜过长;阻尼线花边长度对输电导线的微风振动影响较大,花边长度不同,不同激振频率时的消振效果也不同,多花边组合的阻尼线相比于单花边阻尼线的防振频段更宽,防振效果更加;Beta阻尼线花边弧垂对输电导线微风振动影响较小。     

渐开线直齿轮的摩擦激励及振动阻尼分析

齿轮传动中的润滑油膜一般为非线性粘滞体（Ｒｅｅ－Ｅｙｉｎｇ体）。运用部分膜承载热弹流理论计算齿轮传动中的滑动摩擦力和滚动摩擦力。齿轮的振动阻尼力是齿面滑动摩擦力中的一部分,是齿轮振动角位移的非线性函数。为了便于工程应用,使用线性阻尼系数。它是齿轮几何尺寸和压力油膜的粘度及膜厚的函数。     

含内阻的拉杆组合转子双稳态振动特性

为揭示含内阻组合转子复杂的双稳态振动特性,基于拉格朗日方程推导了含轮盘接触、非线性油膜力及内阻的组合转子非线性运动控制方程.采用升速和降速相结合的方法研究了组合转子跨2阶临界转速的非线性动力学行为及内阻机理.研究结果表明:组合转子双稳态振动特征显著,内阻导致出现双稳态现象的转速区间明显向低转速方向移动,在分析组合转子振...     

齿轮传动转子系统弯扭耦合振动研究

为分析齿轮传动复杂轴系的振动问题,根据有限元法和拉格朗日法,考虑陀螺效应、油膜支承等因素,得到了转子-轴承系统的弯扭耦合振动模型;在此基础上,根据齿轮副运动过程中啮合刚度和啮合阻尼的变化,得到了齿轮副系统的弯扭耦合振动模型。然后,根据齿轮副的实际排列方式,引入方位角,使得转子模型与齿轮副模型坐标统一化,并将其耦合到一起,得到了更加接近实际的齿轮转子模型,并且计算了其临界转速和振型。研究结果表明,耦合后转子的临界转速低于单转子的临界转速,齿轮传动对转子轴系振动有着明显影响。     

齿轮传动的阻尼减振技术研究

主要研究了各种阻尼减振形式对齿轮传动轮体振动的影响,通过有限元软件ANSYSY计算得到一对齿轮传动周期性变化啮合力,对齿轮进行简化,将计算得到的啮合力作用到齿轮轮体上,比较齿轮轮体在添加阻尼前后的振动情况.结果表明对于单腹板齿轮,约束阻尼层的减振方式优于非约束阻尼层的方式,可以有效地降低腹板振动,减小噪声.     

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。     

基于压电摩擦阻尼的四参数隔振系统等效建模与频变阻尼特性分析

在轨卫星搭载的高精度有效载荷对环境微振动异常敏感,从而对隔振系统的振动衰减性能提出了更高的要求。传统两参数被动隔振系统提高隔振性能时,常采用添加定常阻尼进行能量耗散的方式,但存在低频共振峰抑制与高频快速衰减不能兼顾的固有矛盾问题。为了解决这一问题,一种能够实现阻尼特性基于频率变化的四参数隔振系统被提出,采用归一化方法建立其系统传递率与等效阻尼理论模型,并与两参数和三参数隔振系统进行对比分析。基于四参数系统的频变阻尼等效理论,设计一种基于压电陶瓷致动器产生摩擦阻尼的具象化四参数隔振系统,考虑非线性摩擦阻尼的融合问题,并分析中间等效质量参数对阻尼频变特性的影响规律,最后对其频变阻尼特性和隔振性能进行了仿真与实验验证。结果表明：时域上,四参数隔振系统对随机信号的隔振率达到91.1%;频域上,相较常值小阻尼系统,四参数隔振系统在低频共振处的峰值性能提升5.46dB,且高频段保持相近的快速衰减,表现出低频大阻尼、高频小阻尼的频变阻尼特性。仿真与实验结果均表明,系统能够解决被动隔振系统中存在的高低频隔振性能之间的矛盾问题。     

基于渐进法的约束阻尼结构拓扑多目标动力学优化

为实现阻尼结构减振优化,从阻尼材料的力学本构出发,基于虚功原理建立了约束阻尼板动力学平衡方程,从阻尼耗能角度推导出模态损耗因子解析计算式。构建了以模态损耗因子最大且模态频率变动最小为目标、以阻尼材料用量为约束的阻尼板多目标优化数学模型。在对模态损耗因子及模态频率灵敏度进行推导的基础上,构建了归一化复合灵敏度算式,并引入拓扑渐进法求解优化模型。编制出阻尼板渐近法优化程序,并对阻尼板进行了优化仿真。结果显示,采用多目标拓扑渐进优化,既能大幅提高阻尼材料的减振效能,又能保证阻尼板频率特性的稳定,且可较大幅度地降低阻尼材料用量。对阻尼板进行了谐响应分析,验证了优化结果的有效性。该优化法在对结构动力学特性有严格要求的减振设计中存在应用前景。