多啮频激励下的多级齿轮传动分岔与冲击特性

以行星轮系+两级定轴多级齿轮传动系统为研究对象,建立含齿侧间隙、时变刚度、综合传递误差、阻尼、连接轴扭转刚度因素的多啮频激励扭转非线性动力学模型,用数值法对系统无量纲动力学方程求解,获得系统的分岔、齿面冲击、脱啮占空比、齿背接触比响应图。研究表明:系统各级传动分岔特性因多啮频激励不同步而不同步,啮频激励和连接轴扭转耦合影响各级传动的振动强度;随连接轴的扭转刚度减小其前级齿轮传动的动力特性对后级传动的影响减弱;行星轮系内外啮合结构不对称对齿面冲击、脱啮特性产生轻微影响;行星轮相位差对系统非线性动力特性无影响。

EMD与cICA方法在多级齿轮传动微弱故障特征提取中的应用

为提取多级齿轮传动单通道测量信号中隐含的微弱低频故障特征信息,提出了一种基于经验模态分解(Empirical mode decomposition,EMD)与约束独立分量分析(Constrained independent component analysis,cICA)相结合的故障特征提取方法。首先对实测的齿轮箱单通道测量信号进行EMD分解;然后计算各个本征模态函数(Intrinsic mode function,IMF)的峭度及其与原信号的互相关系数,并选择合适的IMFs分量与原信号组成新的虚拟观测向量;最后,通过构建合适的参考信号进行cICA分析,提取出了理想的微弱低频故障特征。通过多级齿轮传动中的低速级断齿故障特征提取试验分析,验证了该方法的有效性和适用性。

多级齿轮传动系统的空间最佳布局方案设计

分析多级圆柱齿轮传动系统的设计过程,提出分步优化设计方法,建立了相应的分步优化数学模型,基于MATLAB编制了设计程序,获得了多级齿轮传动系统主要设计参数的最优值和各个传动零件的空间最佳布局方案,并实现了方案的可视化。实例分析表明所提方法是有效的和可靠的,对提高设计效率和设计质量帮助明显,是解决该类工程问题的便捷工具。

基于MATLAB的多级齿轮传动核心参数的优化方法

为了解决多级齿轮传动系统设计周期长、计算繁琐和尺寸庞大等问题,分析了多级圆柱齿轮传动系统设计过程,以影响该传动系统的核心设计参数为优化设计变量,导出系统整体占用面积最小的目标函数和相应的约束条件,形成相应的最优化数学模型,结合MATLAB的优化工具箱完成了该优化设计的求解,并得到实例验证。结果表明,该优化思想可使多级齿轮传动系统的整体占用面积减小28.51%。

多级齿轮传动系统分传动比优化求解

将多目标优化方法应用于多级齿轮传动分传动比优化设计,建立齿轮传动分传动比优化设计的模型,把多目标函数转化为单目标函数,寻求出实际设计可能接受的相对优化解。实践证明,这类方法具有一定的实用价值。

多级齿轮传动系统的齿数比分配

从保证等接触强度出发,根据不同的使用要求,通过计算,得出各种多级齿轮传动齿数比的分配方法,并提供了有关公式和图表。

空间多级齿轮传动系统设计的自动设计系统研究

为了解决空间多级齿轮传动系统方案求解和优化缺乏统一支撑体系、建模困难的问题,提出了空间多级齿轮传动系统设计的自动化系统架构,结合Visual Basics6.0研制了空间多级齿轮传动系统的方案设计、优化设计集成建模的自动设计软件系统,设计师仅需输入少许设计需求,系统能自动完成方案设计;并根据确定方案自动完成优化建模和求解,真正实现了空间多级齿轮传动系统设计的自动化。实例结果验证了系统的可行性和可靠性,是一款建模过程简单,设计质量和效率高的设计工具。

多级齿轮传动啮合参数优化研究

传统的多级齿轮传动设计浪费了材料的一部分承载能力,单目标的啮合参数优化方法精确度不够。本文提出用单目标函数进行初步的啮合参数优化,以此为基础再进行一次迭代优化计算。在计算中考虑全部啮合参数对齿轮传动的影响。采用复合形优化方法和智能判别系统可得到更加合理的啮合参数。并用实例论述了这种重复优化的与传统设计和单目标优化的效果对比。

多级齿轮传动转子系统的模态缩减与振动特性分析

提出了一种适用于多级齿轮传动转子系统的模态缩减法,以某透平驱动水泵系统为研究对象,采用有限元法建立了系统的动力学模型,并利用模态缩减法减少了系统自由度。在此基础上研究了系统的固有特性、不平衡量与静态传递误差引起的稳态响应、启动状态下的瞬态响应以及稳定运转下突加不平衡时的瞬态响应。结果表明,在计算系统的固有频率和稳态响应时,缩减后的模型相比于原模型依然具有较高的精度。静态传递误差激励在低转速范围内即可激发系统的高阶模态,为保证计算精度,在计算静态传递误差激励引起的响应时应保留一定数量的自由度。在计算瞬态响应时,缩减后的自由度模型相比完整模型节省计算时间超过90%,且偏差很小。综上所述,提出的模态缩减法在保证计算准确性的同时大大缩减了计算时间,为多级齿轮传动转子系统动力学特性的准确预测和分析提供了高效可靠的方法。

一种多级齿轮传动的方法和齿轮变速机构

本发明公开了一种多级齿轮传动的方法，以及用齿轮传动实现变速的齿轮变速机构。传动方法是至少有两个上下齿数不同的双联齿轮安装在同一根定位轴上，齿轮的运动间接地传递到同轴的齿轮上，最佳方案是所有的双联齿轮按其传动次序，相间地安装在两根定位轴上，两组齿轮交错啮合，齿轮的运动在两个定位轴间往复传递。齿轮变速机构有两根定位轴，两根定位轴上各装有若干个双联齿轮，两组齿轮交错啮合。采用本发明后，齿轮传动占用空间较小、精度较高。

基于MATLAB的多级齿轮传动多目标可靠性优化设计研究

机械可靠性优化设计是以机械产品的可靠度作为目标函数或约束条件,运用优化设计方法获得最佳设计方案的现代设计方法。本研究以三级斜齿圆柱齿轮减速器可靠性优化设计为例,以减速器体积最小、传动平稳可靠为目标函数,将强度设计可靠性纳入约束条件,建立多级齿轮传动多目标可靠性优化设计数学模型,利用MATLAB优化工具箱进行可靠性优化设计。

行星轮多级齿轮传动系统耦合特性分析

为研究行星轮多级齿轮传动系统的耦合振动机理,建立了两级定轴齿轮和一级行星轮的行星轮多级齿轮传动系统无量纲动力学方程。对比两级齿轮、行星齿轮传动系统及行星轮多级齿轮传动系统的分岔特性,研究多级齿轮系统的非线性耦合特性。通过研究发现,耦合作用使得一级定轴齿轮突跳点减少,增加了系统的稳定性,但同时又使行星轮的混沌运动传递到定轴,导致二级定轴齿轮出现大范围的混沌运动,从而又降低了系统稳定性。

多级平行轴齿轮传动系统动力学仿真

为分析多级平行轴齿轮传动系统内部难以直接测量的振动信号,建立了4级齿轮传动系统非线性动力学46自由度仿真模型,并基于势能法对时变啮合刚度进行精确求解,采用4阶Runge-Kutta法对集中参数模型进行Matlab编程,进而分析时变啮合刚度对模型响应结果的影响。基于分析结果,探究了引起多级平行轴齿轮传动系统振动的重要原因。同时,通过模型振动时域响应及频谱分析,发现各级传动齿轮之间存在耦合振动现象,能够为实际多级平行轴齿轮传动系统健康监测与故障诊断提供理论支撑与科学指导。

基于混合离散方法的多级齿轮传动系统振动优化

综合考虑齿轮副啮合刚度、啮合阻尼和传动误差,基于集中参数法建立了多级齿轮传动六自由度纯扭转模型微分方程,采用谐波平衡法求解得到系统各部件的振动加速度;以所有部件的质量和振动加速度最小为优化目标函数,各级齿轮副的齿数、模数和螺旋角等为优化设计变量,齿轮强度、传动比和重合度等为约束条件,建立了多级齿轮传动系统振动优化模型。基于分支定界算法,在MATLAB中编写混合离散优化程序,求解得到最优的设计变量;进而对振动响应进行重分析,验证了优化效果。结果表明,优化后系统加速度平均值较优化前减小了33.5%,总质量较优化前减小了12.96%,优化效果较为显著。

多级人字齿齿轮传动振动特性有限元分析

采用三维实体单元有限元法,建立多级人字齿齿轮传动系统有限元模型,根据转子动力学基本理论和齿轮啮合原理,计算了考虑齿轮啮合接触的齿轮系统的固有频率和模态。研究轴承支撑刚度、Rayleigh阻尼对该齿轮转子振动特性的影响。运用此方法可以在多级人字齿齿轮传动系统设计时避开齿轮箱啮合工作频率,避免由机械共振造成的整机故障,并为齿轮箱系统故障诊断提供理论支持。

多级齿轮传动系统齿数分配方法探讨

对于多级齿轮传动系统的齿轮齿数分配问题,需要具体情况具体分析。如对3200m3 高炉炉顶旋转溜槽布料器的多个传动齿轮,需对其行星差动轮系传递的两条路径予以综合考虑,除考虑强度条件外,还要考虑溜槽转动、倾动既可单独实现,又可同时完成的问题。

重载平行轴齿轮传动系统多目标优化设计

针对冲击重载条件下的齿轮传动,以结构紧凑、耗材少和动力学特性好等为目标,研究了平行轴齿轮传动系统的多目标优化设计。根据工程的实际要求,建立了可适用于n级传动的数学模型,运用多目标优化方法,通过MATLAB对模型进行了优化。实例计算验证了本方法的有效性。

多级齿轮啮合参数的优化设计

提出用单目标函数进行初步啮合参数优化,以此为基础再进行一次迭代优化计算。在迭代优化计算中考虑全部啮合参数对齿轮传动的影响。采用复合形优化方法和人工判别可得到更加合理的啮合参数。并用实例论述了这种重复优化与传统设计和单目标优化的效果对比。

基于传递路径的多级齿轮箱齿轮裂纹故障识别

采用集中参数法对多级齿轮传动系统的齿轮振动进行建模仿真,获得难以直接测量的齿轮箱内部振源振动信号。根据系统辨识理论,获得振源信号传递至2个不同测点下传播路径的传递函数。通过比较2测点在同种系统状态下对应的信号传播路径的传递函数特征,选取了更能反映系统振动特征的测点作为最佳测点。通过比较无故障状态与定轴齿轮齿根裂纹状态下最佳测点对应的信号传播路径的传递函数特征,找出系统刚度微小变化时传递函数的变化特征,从而能够以此辅助判断微弱故障类型。

基于MATLAB的齿轮传动多设计变量的优化设计

建立多级齿轮传动最小体积的数学模型,利用MATLAB软件的优化工具函数,对影响齿轮传动总质量的多个设计变量进行分析与计算,寻求出实际设计可以接受的相对优化解。