基于动态啮合刚度的直齿圆柱齿轮动态特性研究

齿轮系统转速直接影响齿轮系统的动态特性,然而在啮合刚度的计算中该因素却被许多学者们忽略。为了研究转速对啮合刚度的影响,基于有限元框架使用平均加速度法提出了一种计算与转速相关的动态啮合刚度的算法,同时对不同转速下的动态啮合刚度进行仿真计算与分析,最后进一步探究了受动态啮合刚度影响后的齿轮系统所具有的相关动态特性。分析表明,动态啮合刚度始终围绕着静态啮合刚度上下波动;随着转速的增加,其波动幅度增加,振荡次数减少;随着转速的变化,动态啮合刚度计算的动态传动误差振幅相对于静态啮合刚度而言大小关系不一致,且计算的齿轮系统共振转速区间或超前或滞后于静态啮合刚度模型;动态啮合刚度影响特定转速区间的齿轮系统的振动周期。对与转速相关的动态啮合刚度的研究可为直齿圆柱齿轮传动性能的改善及减振降噪提供参考。

斜齿轮动态啮合及疲劳寿命分析

为了对高速斜齿轮啮合进行探究,首先通过有限元法构建多自由度的转子-轴承系统动力学方程,并计算齿轮啮合的固有频率,通过Newmark-β法计算位移响应,之后应用KISSsoft建立几何模型并对其齿形在齿廓和齿向两方面进行修形,应用ANSYS Workbench对修形前、后的斜齿轮副进行瞬态分析,并通过在等效应力、疲劳寿命和安全系数方面进行对比分析。结果表明:修形后的斜齿轮等效应力下降,疲劳寿命增加,安全系数提高,证明该修形方式的可行性,为设计高速斜齿轮啮合研究提供了参考。

基于斜齿锥齿轮副动态啮合特性影响因素的有限元分析

在工程机械和矿山机械的重载工作条件下,斜齿锥齿轮在啮合时易引发振动与冲击,对其实施动力学分析显得尤为关键。运用有限元方法分析斜齿锥齿轮副的性能特征,通过设置齿轮副接触条件和施加载荷,识别出系统阻尼、启动加速时间及负载对动态啮合特性及振动响应,并采用正交实验法和极差法得出三个影响因素对斜齿锥齿轮振动的响应程度,揭示了齿面接触力和角速度随时间变化的规律。经过仿真结果表明,阻尼系数和加速时间的变化会显著影响齿轮啮合的稳定时间,其中较大阻尼系数有助于缩短稳定时间,而较短的加速时间导致更大的初始冲击,负载条件主要决定了啮合后的振动幅度,负载过大会导致啮合质量变差,从而影响齿轮的正常运行。

高速弧齿锥齿轮动态啮合质量优化

提出了高速弧齿锥齿轮动态质量优化的新的思路和方法 ,将局部综合法加工参数设计、TCA技术和LTCA技术构成闭式反馈优化设计回路 。

考虑变工况冲击的齿轮动态啮合力分析

为研究变工况冲击对齿轮传动系统动特性影响,基于弹塑性接触理论,给出一种可以考虑变工况冲击、啮入冲击、节点冲击的齿轮接触碰撞力参数预估算法,并结合多体动力学软件建立柔性齿轮传动系统动力学模型。该模型和算法可用于大接触变形和承受频繁冲击齿轮传动系统稳态和瞬态动特性分析。研究表明:与啮入冲击导致的稳态动态啮合力相比,变工况冲击引起的瞬态动态啮合力具有幅值大、冲击时间短等特点;在不同工况下,啮入冲击会引起不同周期的齿轮动态啮合力波动;滑动摩擦系数对齿轮切向摩擦力的节点冲击影响更大。研究结果对齿轮的接触碰撞力参数预估及全面认识齿轮传动系统瞬态动特性等研究具有积极的意义。

采煤机行走机构动态啮合特性分析

为分析渐开线采煤机行走轮与Ⅲ型销轨的动态啮合特性,基于ANSYS/LS_DYNA建立行走机构动态啮合过程数值分析模型,以牵引阻力和行走速度为变量研究行走机构动态啮合特性,得到动态啮合时行走速度波动、节线和齿根受力的变化规律.研究结果表明:牵引阻力对行走机构速度波动和节线及齿根受力规律影响显著,随着牵引阻力增大,啮合点在节线附近时对应齿面应力相对较低,但整个啮合过程中应力波动增大;行走速度变化对速度波动持续时间有较大影响;随着行走速度增大,各项载荷峰值呈现先减小后小幅增大的现象,且到达峰值后衰减加剧.

齿轮副动态啮合特性的接触有限元分析

齿轮副动态啮合特性对齿轮系统振动机理研究及动态设计都具有重要意义,而它又与齿轮副啮合位置变化、受载弹性变形及滑动摩擦等因素密切相关。首先建立了精确的啮合齿轮副有限元分析模型,并在此基础上提出了一种可综合考虑齿轮副连续弹性啮合过程中多种影响因素的接触有限元分析方法。然后,利用该方法分别研究了考虑滑动摩擦、齿廓修形及时变刚度等因素的齿轮副低速和高速工况下连续弹性啮合过程的动态啮合特性。研究表明:该分析方法不但可以有效研究由滑动摩擦引起的节点冲击激励,以及齿廓修形设计对齿轮副啮入、啮出冲击激励的影响,而且还能有效分析具有时变刚度激励的齿轮副参数振动响应特性,可为齿轮副动态啮合特性分析提供有效的分析工具。

减速器弧齿锥齿轮动态啮合疲劳强度研究

以某型直升机尾减速器的弧齿锥齿轮副为研究对象,基于其非线性有限元接触分析模型,在一个啮合周期内,对该齿轮副进行了连续动态啮合过程的仿真,研究了该型轮齿的动态啮合齿面接触和齿根弯曲疲劳性能.啮合过程仿真得到的齿面接触和齿根弯曲应力的变化规律符合轮齿实际动态啮合规律.疲劳过程仿真得到了疲劳寿命分布云图并判断出轮齿疲劳破坏主要发生在齿根受压侧的倒角区域,进而得到了经渗碳处理前后齿根疲劳破坏节点位置的疲劳寿命值.

准双曲面齿轮动态啮合性能的有限元分析研究

研究准双曲面齿轮动态啮合有限元分析模型的构建方法,建立了合理的有限元模型。基于接触动力学的基本理论和显式有限元分析方法,对准双曲面齿轮的动态啮合性能进行了研究,得到啮合接触冲击特性、齿面接触区域、齿面接触应力及齿根弯曲应力等在轮齿动态啮合过程中的变化规律。以转速和负载两个典型的工作条件为变量,建立对比分析模型,研究转速和负载对准双曲面齿轮动态啮合性能的影响。转速对准双曲面齿轮动态啮合性能影响显著,而负载对准双面齿轮的动态啮合性能影响则跟转速有关,随着转速的增大,相同的负载变化对动态啮合性能的影响逐渐减弱。

航空减速器弧齿锥齿轮动态啮合仿真分析

利用大型有限元分析软件MSC.Marc,建立了某航空减速器弧齿锥齿轮副多齿对啮合的三维有限元非线性接触分析模型。基于该模型,在一个啮合周期内,对齿轮副进行了在一定转矩和转速下的动态啮合仿真分析,给出了动态啮合时轮齿的接触状态、接触应力、齿根弯曲应力及主从动齿轮的转矩、转速和加速度随啮合位置变化的规律。分析表明,本文得到的结果非常符合实际啮合规律,并对进一步的疲劳寿命分析提供了依据。

齿轮传动的动态啮合刚度

本文提出齿轮传动的静态啮合刚度和动态啮合刚度概念.导出了这两种啮合刚度的计算式,讨论了齿轮误差和转速对动态啮合刚度的影响.用模拟计算,分析了各种刚度模型对动态性能的影响.结果证明,本文提出的动态啮合刚度模型比其它刚度模型较合理.

柔性壳体对变速器齿轮副动态啮合特性的影响分析

齿轮副动态啮合特性不仅受齿轮系统本身的影响,还与壳体动态性能密切相关。对变速器壳体模态进行仿真分析和实验测试,采用模态频率误差评价和模态相关分析方法,验证分析了有限元分析模型的有效性。基于多体动力学理论,构建考虑壳体弹性振动特性影响的齿轮系统耦合振动分析模型,对比分析有无柔性壳体状态的齿轮副啮合错位量、接触斑点、传动误差及动态啮合力等动态啮合特性参数。通过接触斑点实验对比分析仿真计算的接触区域,结果表明壳体弹性变形对齿轮副啮合斑点有明显影响。采取提高变速器壳体刚度的技术措施对壳体进行结构优化,优化后的齿轮副动态啮合特性显著改善。

惯性载荷对螺旋锥齿轮动态啮合特性的影响研究

根据动力学原理和Lagrange乘子约束,考虑惯性载荷对螺旋锥齿轮动态啮合分析的影响,提出一种新的有限元分析模型,分析惯性载荷对螺旋锥齿轮动态啮合特性的影响规律。计算结果表明,随着惯性载荷增大,齿面接触力也随之增大;惯性载荷对于啮合区宽度、齿面接触应力及最大应力位置均有影响。因此,惯性载荷对于螺旋锥齿轮动态啮合分析是必须考虑的因素。

基于动态啮合刚度的变速箱动态响应特性研究

针对汽车变速箱日益提高的NVH(噪声、振动、声振粗糙度)性能要求问题,探究了变速箱内部激励下的动态响应特性。以齿轮副传递误差作为输入条件,在齿轮副受力分析基础上采用动柔度法求解动态啮合刚度,结合传递误差和动态啮合刚度输出齿轮副动态啮合力,利用主坐标变换对齿轮传动系统动力学方程进行解耦,求解轴承处动态响应。分析了某款变速箱输出级以动态啮合刚度计算下的轴承处动态响应,并与振动响应测试结果进行对比。结果表明,以动态啮合刚度计算的轴承处动态响应结果与试验测量结果整体误差控制在3μm以内,两者一致性较好。验证了以动态啮合刚度分析变速箱动态响应的可靠性,为变速箱的设计提供了理论依据。

基于RBF神经网络的并联行星齿轮动态啮合力分析

双电机混动车辆通过并联行星齿轮机构分配两侧动力,两排行星齿轮的啮合力相互影响,导致动载系数增大,振动激励增大。运用谐波分析法求得多个工况下啮合力频率比,以此建立RBF神经网络模型。对一定工况范围的啮合力进行网格化预测。对预测结果计算最大啮合力与动载系数,得知啮合力与转速比、输出转矩比减1的差值成正比,低速侧动载系数大于高速侧且可表示为其倍数或倒数的倍数关系。为双电机混动车辆动力学研究提供了理论基础。

行星传动动态啮合有限元仿真分析

为探究行星齿轮传动过程中啮合轮齿的应力分布规律,运用AbAQUS建立了行星齿轮啮合副的有限元模型,采用非线性静态通用设置对齿轮的接触过程进行了准静态接触仿真分析,并采用显式动态分析模拟齿轮转动,将两种分析结果中接触应力与齿根应力的变化情况与传统理论计算结果进行对比,得到了模拟齿轮的动态接触应力与齿根应力的分布,本文对行星轮传动的设计以及齿轮副动态啮合特性的研究提供更为准确的分析方法。

弧齿锥齿轮动态啮合质量的优化设计

在齿轮的啮合质量优化问题的研究中,针对弧齿锥齿轮动态啮合参数人为设定问题,需设计者具有足够的先验知识,造成花费时间多次反复。为进一步提高优化质量,根据改进粒子群优化算法提出了一种全局优化思路。利用TCA与LTCA技术,以局部综合法中的预设啮合参数为优化设计变量,以无载传动误差曲线的对称度、承载传动误差的下限与无载传动误差下限之间的距离及承载传动误差的均方差为优化目标函数,从设计和加工角度对弧齿锥齿轮的动态啮合质量进行了全局优化设计。仿真结果表明,方法简单有效,真实可靠,对提高弧齿锥齿轮的动态啮合质量优化提供了有效依据。

橡胶整体式履带动态啮合试验机的设计

根据履带车辆行走装置与橡胶履带产品可靠性要求,研究设计了一种可以模拟履带实际运行工况的动态啮合试验机,确定了机器的技术指标与结构,并进行了实际应用;该试验机为履带产品的性能评测与优化设计提供了依据,对降低产品开发成本和缩短产品研发周期具有非常重要的意义。

惯性载荷对对数螺旋锥齿轮动态啮合性能的影响研究

基于有限元基本原理和动力学理论,创建了考虑惯性载荷的对数螺旋锥齿轮全齿有限元分析模型,并分析了惯性载荷对该齿轮动态啮合特性的影响规律。研究表明:惯性载荷对该齿轮的传动性能、齿面接触力、齿面接触区域有显著的影响.随着惯性载荷的增大,大轮转速波动的幅值增大,频率降低,转速趋于平稳所需时间增长;随着惯性载荷的增大,齿面接触力的幅值增大,波动的频率降低,传动步入平稳所需时间增长,且平稳后稳定值增大;随着惯性载荷的增大,齿面接触区域的最大值以及稳定值均增大.因此,考虑惯性载荷对锥齿轮啮合特性的研究是很有必要的.

齿轮动态啮合条件分析

本文介绍了齿轮动态啮合系统及其工作原理 ,从几何学、运动学、动力学三方面分析了安全换档的要求 。