直齿轮传动的刚度激励研究

本文通过计算齿轮在传动过程中的单个轮齿的变形,得到了直齿轮的啮合综合刚度的计算公式。啮合综合刚度具有时变性,是齿轮传动的激励源之一,并在此基础上提出了如何选择齿轮设计参数以减小齿轮传动的刚度激励,达到降低齿轮传动的振动和噪声的目的,为齿轮传动的振动和噪声研究及齿轮的设计提供了理论依据。

K-H-V型摆线钢球传动扭转振动建模与刚度激励分析

综合考虑传动过程中啮合力方向变化和多钢球啮合等影响因素,建立了K-H-V型摆线钢球传动系统的扭转振动模型。通过分析各啮合力间的相对位置关系和各构件间的相对位移关系,推导出系统的运动微分方程及各传动盘间的无量纲等效啮合刚度关系式,进而对啮合刚度激励进行频谱分析,并探讨了系统传动比和摆线短幅系数对啮合刚度激励的影响,最后给出算例,计算了系统的固有频率、主振型与稳态响应。研究结果表明,摆线钢球传动为参变系统,其中心盘和行星盘间的啮合刚度激励具有周期时变性特征,且相应的频谱中存在高次谐波成分。

圆柱人字齿轮各内激励因素对齿面振动影响比例分析

为了研究圆柱人字齿轮各内激励因素对齿面振动的影响,建立同时考虑时变啮合刚度激励、轮齿线外啮入冲击激励和齿侧间隙影响的圆柱人字齿轮耦合动力学模型;针对不同的载荷和输入转速工况,分别计算啮合刚度激励、啮入冲击力激励以及齿侧间隙对圆柱齿轮系统齿面相对振动的影响程度。实例仿真计算表明,人字齿轮各内激励因素中,啮合刚度激励对振动影响占主要成分;齿侧间隙影响则是低转矩下的影响高于大转矩下的影响,高转速下的影响高于低转速下的影响,即当低速重载下,齿侧间隙非线性因素对系统影响较小。总结的各激励成分对系统振动影响比例规律,能够为后续人字齿轮齿面减振降噪优化提供更合理的设计目标。

裂纹故障齿轮啮合内部动态激励分析

利用有限元分析方法,综合考虑齿轮副啮合时变刚度激励和误差激励,建立齿轮副内部动态激励曲线。结合裂纹故障对齿轮副啮合刚度的影响,建立含裂纹故障齿轮副内部动态激励曲线,分析不同部位和程度的裂纹故障对齿轮内部动态激励的影响。分析结果表明,裂纹的故障程度对内部动态激励的影响较大,故障程度深的要高于故障程度浅的。同时,齿根裂纹故障对内部动态激励的影响要强于分度圆裂纹故障对内部动态激励的影响。

内、外混合激励下风力机主传动系的扭振响应分析

针对某1.5兆瓦双馈风力发电机组,采用集中质量法建立了其主传动链的平移-扭转耦合动力学模型,通过傅里叶级数模拟各齿副的时变啮合刚度,并综合考虑轴承支撑刚度、轴的扭转刚度等内部激励,以及时变风速引起的叶轮扭矩激励,仿真获得了各级传动齿轮的扭转振动响应特征。结果发现,各齿轮副的啮合频率在扭振响应谱中均清晰可见,数值与施加的刚度激励相吻合,表明仿真结果真实、可信。通过对比各级齿轮的响应幅值和变化趋势,发现风力机的结构振动由低速级向高速级逐渐增大,其中以高速轴齿轮的扭振响应最为突出。

履带车辆传动系统齿轮内部动态激励及其数值求解

在对动态刚度激励、齿轮误差激励、啮合冲击激励这三种齿轮传动系统内部动态激励数学公式引用的基础上,利用VB程序语言和ANSYS二次开发编写了相应的计算程序。以某履带车辆的齿轮副为例,进行了齿轮动态激励求解及分析。在保证精度的同时可以减少求解时间,为齿轮传动系统动力学分析降低工作量。

啮合刚度和径向支承刚度对复合行星轮系均载的影响比较

为比较啮合刚度和径向支承刚度对周转轮系均载性能的影响权重,建立了含刚度、误差和间隙等内部激励的复合行星轮系平移-扭转动力学模型,采用田口实验法建立均载多因素分析模型,计算变刚度激励作用下的复合行星轮系均载系数,通过信噪比分析、方差分析对比均载变化梯度,量化均载系数在不同类型的刚度激励作用下的灵敏度,找出决定均载性能的刚度激励。研究结果表明:不同类型的刚度激励对均载的影响效果存在很大差异,决定均载优劣的刚度激励是中心轮的径向支承刚度,其次是行星轮的径向支撑刚度和所有啮合副的啮合刚度;降低刚度激励的幅值可以有效提升轮系均载性能。

外部激励对齿轮系统非线性振动的影响

以齿轮非线性动力学理论为基础,建立了包含时变刚度和齿侧间隙的单对齿轮副系统模型。利用数值仿真法得到系统在不同外界激励下的时间历程曲线和幅频响应曲线。分析表明,随着外部激励幅值的增大,系统的振动幅值也逐渐增大。同时,系统出现了除主频之外的其他频率分量,系统的振动特性趋于复杂。

浅谈齿轮传动非线性动力学特性

因齿轮传动具有良好的传动性能,在机械领域中应用十分广泛,但随着高速、重载及可靠性要求的不断提高,齿轮传动的动力学特性对齿轮传动系统的负面影响越加明显,使得齿轮传动应用在航空航天、轨道交通、精密制造等方面受到一定程度的制约。其负面影响在于齿轮传动系统存在啮合刚度激励、啮合误差激励、齿轮间隙冲击。啮合刚度激励是由于轮齿啮合对数受重合度的影响发生周期性变化所产生周期性激励,啮合误差激励是齿轮在加工误差或安装误差导致实际啮合位置与理论啮合位置之间的偏差所产生的周期性激励,齿侧间隙冲击是轮齿间隙引起轮齿冲击力,这些激励是齿轮传递动力时的固有激励,从而造成齿轮传动系统振动和噪音。现有研究手段主要考虑某一因数对系统动力学影响的不足,实际齿轮传动的激励是啮合刚度激励、啮合误差激励、齿轮间隙冲击耦合,在此基础上提出了齿轮传动应用场合可依托现有计算机仿真技术对其进行仿真三种激励耦合对其动力学特性影响,也阐述了改善三种激励对其动力学性能的因影响措施发展方向。

变载荷下风力机齿轮传动系统的动态响应分析

根据风力发电机组在随机风场中变速、变载的工作特点,基于组合风速模型,研究了由随机风速引起的时变载荷(扭矩)。综合考虑了风力机齿轮传动系统的内、外部激励,利用拉格朗日方法推导出其动力学方程,对变载荷下风力机齿轮传动系统的动力学特性进行仿真计算分析,获得了风力机各级齿轮的振动位移和各齿轮副的动态啮合力,为风力机齿轮传动系统的振动特性分析和结构优化设计奠定了基础。

功率四分支闭锁传动系统的固有频率及振型分析

为了研究功率四分支闭锁传动系统的动态力学响应,采用集中质量法建立了功率四分支闭锁传动系统的动力学模型.采用轮齿几何接触分析和承载接触仿真分析对时变啮合刚度激励进行了求解.通过数值解法对动力学方程进行求解,得到了系统的固有频率和固有振型.分析结果表明:系统功率分流特性引起固有频率出现四重频现象,且固有频率分布合理,达到设计要求;基频振型曲线的节点23与29之间的相对振幅较其他节点间大.

刚柔耦合超环面行星蜗杆传动动态特性研究

针对球形滚子超环面行星蜗杆传动动态的响应问题,考虑滚动体的独立运动和轴承刚度,建立了该传动的刚体动力学模型;并借助有限元软件将薄壁超环面定子柔性化,建立了其刚柔耦合动力学模型。定量分析系统接触刚度激励和误差激励,比较了刚体模型和耦合模型在内部激励下的动态响应。结果表明,由于柔性件的引入,耦合模型会发生滑齿和跳齿现象,振动较刚体模型剧烈;滚子转速的交替突变和不接触时的高速旋转会加剧传动系统振动;耦合模型共振频率高于刚体模型,内部激励对频率响应有调制作用。研究为超环面行星蜗杆传动动力学优化设计提供了一定的参考依据。

机械式变速器二档啸叫识别及控制

文章针对市场变速器产品存在啸叫现象进行了研究,通过建立试验评价方法、阶次分析、接触斑点分析,识别产生啸叫的主要动态激励,并通过优化齿轮设计参数、提高、控制制造精度,为变速器齿轮的改善提供了方法,使啸叫噪声源得到了有效控制。

弹性支承下弧齿锥齿轮实验台设计及其动态特性分析

现代航空发动机大多采用弹性支承,为了掌握弹性支承对弧齿锥齿轮传动的动态特性影响规律,需要开展弹性支承下弧齿锥齿轮的实验研究。设计并搭建了弧齿锥齿轮实验台,采用挠性套筒与刚性套筒相结合实现弹性支承刚度的连续变化,避免了拆卸转子造成的锥齿轮副安装位置的变化。建立了弹性支承下弧齿锥齿轮实验台的振动方程,并对齿轮副啮合刚度进行了数值计算,获得了啮合刚度的回归公式。针对不同外激励频率和支承刚度,计算了齿轮轴心振动位移和振动速度,得出在ω=2 300 Hz时主动齿轮振动最大的结论,为进一步的实验研究奠定了基础。

高速大功率人字齿轮传动的轴向振动特性研究

人字齿轮传动的轴向振动会引起轴向分力不平衡,啮合位置变化,箱体振动,可能会造成高速大功率人字齿轮传动的失效。根据人字齿轮传动的结构,将其视为两对斜齿轮窜动,采用集中参数法,建立了人字齿轮传动的动力学模型和振动方程。在考虑时变啮合刚度、传动误差、螺旋角误差和偏心误差等的情况下,对人字齿轮传动的强迫振动响应进行了数值求解,获得了人字齿轮传动的轴向振动位移,以及轴向振动位移随齿轮螺旋角误差的变化趋势,得出人字齿轮窜动的轴向振动主要是由于螺旋角误差以及时变啮合刚度造成的结论,为止推滑动轴承的刚度设计提供了基础。