面向制造的圆弧齿线圆柱齿轮啮合接触冲击力研究

啮合接触冲击对圆弧齿线圆柱齿轮的传动性能有着较大的影响。文中分析了圆弧齿线圆柱齿轮的加工方法,给出了面向制造的圆弧齿线圆柱齿轮齿面方程,建立了齿轮精确三维数字模型。运用ANSYS/LS DYNA软件分析不同冲击位置(齿顶、分度圆、齿根附近发生啮合接触冲击)和冲击速度对齿轮径向、切向、轴向啮合冲击力的影响规律。结果表明:冲击速度和冲击位置对径向、切向冲击力有较大的影响,但对轴向冲击力基本无影响。研究结果为圆弧齿线圆柱齿轮将来的设计及工程应用提供了理论依据。

弧齿准双曲面齿轮啮合接触冲击有限元仿真分析

针对有限元方法分析螺旋锥齿轮工作中的啮合接触冲击行为,以一对弧齿准双曲面齿轮为例,通过VB控制CATIA的二次开发实现弧齿准双曲面齿轮的虚拟加工,用NURBS曲面函数重构齿面获得可供有限元分析的弧齿准双曲面齿轮的几何模型;通过ABAQUS分析这对齿轮的啮合接触冲击行为。结果表明:在齿面接触区上的任一点的接触压强呈周期变化;啮合冲击过程中,最大的瞬时接触力数值可达到稳定值的2倍;对于单对轮齿,只有第一对轮齿出现了大幅度、高频率的接触力和齿根弯曲应力波动,为齿轮传动性能的改进提供参考。

基于多体动力学的风电机组偏航系统载荷响应分析

针对风力发电机组偏航系统在复杂载荷下的冲击激励响应研究仍处于起步阶段,为了辅助解决偏航系统在复杂激励下故障频发这一问题,提出了一种基于多体动力学的风电机组偏航系统载荷响应分析方法。首先,以停机时刻出现摇摆现象的某兆瓦级风电机组偏航系统为研究对象,建立了偏航系统多体动力学仿真模型,对风电机组偏航驱动在启停机、偏航过程中的载荷响应进行了分析;然后,根据现场建压站建压曲线和偏航驱动器的摆动方向,分析了造成偏航驱动在停机时刻摆动的原因;接着,采用动力学仿真分析的方法研究了偏航系统停机策略对螺栓所受拉力的影响,并在风场设置对照组进行了验证;最后,在偏航系统生产企业搭建了测试平台,开展了偏航系统测试,根据偏航过程中的扭矩波动幅值和周期,验证了偏航驱动模型的有效性。研究结果表明:摇摆问题的主要原因是偏航停机时刻的驱动组件与主机架结合面承受了过大的倾覆力矩,造成结合面上的螺栓承受了245.21 kN的拉力,超过了本身屈服强度的拉伸应力220.5 kN;对偏航控制策略进行了优化,将偏航液压刹车释放延时由1.5 s改为0.1 s,螺栓所受拉力降至220.48 kN;开展了偏航系统多体动力学仿真研究,为分析和解决偏航系统现场故障提供了数据支持,可有效提高偏航系统故障的解决效率。