滚动轴承波纹度对齿轮动态传递误差的影响

为了研究轴承波纹度制造误差对轴承-齿轮传动系统中齿轮动态传递误差的影响,构建了轴承滚道表面时变波纹度误差表征模型,建立了考虑轴承内外圈滚道表面波纹度幅值、波数以及时变齿轮啮合刚度的轴承-轴-齿轮系统耦合动力学模型,研究了齿轮传动系统支撑轴承内外圈滚道表面波纹度幅值和波数对齿轮动态传递误差的影响规律。仿真结果表明:输入轴支撑轴承存在波纹度误差时,其外圈滚道波纹度对齿轮动态传递误差的影响大于内圈滚道;输出轴非负载端支撑轴承存在波纹度误差时,其内外圈滚道波纹度对齿轮动态传递误差的影响相似;输出轴负载端支撑轴承存在波纹度误差时,其外圈滚道波纹度对齿轮动态传递误差的影响大于内圈滚道。

考虑波纹度激励的齿轮系统动态特性研究

波纹度是一种偏向于微观的位移缺陷,对系统动力学响应具有一定影响。该文考虑波纹度激励对齿轮系统产生的影响,采用集中参数法建立了多自由度斜齿轮-轴承平移扭转耦合动力学模型,应用Runge-kutta算法对系统微分方程进行求解处理,通过分析对比该文提出的模型响应与忽略波纹度的斜齿轮-轴承模型响应的幅频响应、瀑布图、时域图以及频谱,揭示了波纹度对系统动态特性的影响规律。仿真结果表明:低转速时,波纹度对系统响应的影响不明显,两种模型均出现明显的周期性和幅值调制现象,滚动体通过频率和齿轮啮合频率为系统的主要特征频率;随着转速增大,1/2啮合频率成分为两种模型响应的主要频率成分,两种模型均出现分频共振现象;随着转速进一步增大,忽略波纹度模型响应的主要频率依旧为啮合频率和轴承滚动体通过频率,该文所提出模型的响应中出现明显的从动齿轮波纹度激励频率成分,波纹度对系统高转速下的动力学响应有明显的影响。

超薄电子玻璃波纹度与密度关系研究

玻璃表面波纹度是影响浮法超薄电子玻璃质量的重要因素,通过光检条纹仪区分出玻璃的明暗条纹,研究退火前后超薄玻璃明暗条纹处的密度变化规律。结果表明,玻璃明暗条纹处的密度差是造成玻璃表面波纹度、形成光检条纹的直接原因之一。超薄电子玻璃波纹度产生的根本原因在于明暗条纹处成分的微不均匀,可通过提高配合料、熔化和成形工艺的稳定性,改善玻璃成分的均匀性来优化玻璃表面质量。

轴瓦表面波纹度对柴油机连杆大头轴承润滑特性的影响

柴油机连杆大头轴瓦表面在加工过程中存在波纹度,表面波纹度严重影响轴承接触表面的润滑性能。针对这一问题,建立考虑表面波纹度的连杆组弹性流体动力学模型,分析不同波纹度幅值、阶次和数量对连杆大头轴承润滑特性影响规律。结果表明:随着波纹度幅值、阶次和数量的增加,最小油膜厚度总体先增大后减小,总摩擦功耗先减小后增大,表明合理分布的表面波纹度对轴承性能有积极影响,可提升轴承的润滑性能;基于Box-Behnken试验设计与响应面法对柴油机连杆大头轴承润滑特性进行研究,以轴瓦表面波纹度的幅值、阶次和数量为优化变量,以最小油膜厚度和总摩擦功耗为优化目标进行响应面分析,并结合带精英策略的非支配排序遗传算法进行优化。结果表明:不同轴瓦表面波纹度对连杆大头轴承润滑特性影响差异较大;相较轴瓦光滑表面,优化后最小油膜厚度增加了11%;总摩擦功耗降低了14%。

波纹度偏差对高负荷压气机叶型的影响

基于对压气机叶片局部加工质量的分析,针对描述波纹度的关键参数,提出了描述波纹度加工偏差的正弦函数数学模型。该模型针对叶片加工型面存在的“微小波纹”现象,用幅值、频率和初始相位高效直观地体现了波纹度的波纹高度、波纹宽度和波纹初始相位参数。以某发动机高负荷叶型为对象,采用数值模拟手段研究了波纹度偏差关键几何参数对压气机高亚声速叶型气动性能的影响规律及机理。结果显示:在波纹宽度与起始相位相同的前提下,攻角范围会随着波纹高度的增加而减小,叶背局部波纹高度增加会导致流动损失增加;加工质量差的波纹高度大且波纹宽度小的叶型性能退化最严重,Ma=0.8时损失系数相较于设计叶型至少升高24.2%。根据文中结果对现有加工工艺提出两点建议:其一,叶背波纹高度较小和波纹宽度较大,若能保证其中之一,能使得叶型性能下降程度不显著;其二,可根据叶型的低损失攻角范围选择性接受叶背起始加工偏差状态。

基于齿面波纹度的齿轮啮合噪声分析理论

文章提出一种基于齿面波纹度的齿轮啮合噪声分析理论,通过对齿轮全齿面的拓扑测量、齿面波纹度分析,对比全齿波纹度图、高阶频谱图的阶次振幅大小与三维形貌图中啮合线、波纹线的接近程度,实现对高速低噪齿轮的噪声分析。基于齿面波纹度分析技术,弥补传统齿轮测量在精度一致时无法辨别齿轮啮合噪声的缺点,可在生产周期前期对故障齿轮进行筛选,降低检测成本;基于新能源汽车变速箱,分析输入轴齿轮批次更换时反复出现噪声的原因,对测量的拓扑数据进行波纹度计算。结果显示,齿轮右齿面存在鬼阶和整阶不良,推断在啮合时产生噪声,该分析结果与变速箱台架实验结果一致。

机头波纹度对全静压探头测孔压强的影响

准确掌握飞机机头波纹度对全静压探头周围绕流及测孔压强的影响规律,对于提高飞机高度测量系统自身精度及其误差分析具有重要意义。采用计算流体力学方法,开展了机头波纹度对全静压探头测孔压强的影响规律研究。针对单独探头构型,进行了数值模拟方法的验证。针对单独机头构型,研究了波纹度对探头预安装位置附近的空间区域压强的影响规律。针对探头与理论机头和波纹度机头的组合构型,研究了波纹度对全静压探头绕流及测孔处压强的影响规律。结果表明:数值模拟方法能够满足机头全静压探头流场的数值模拟要求;波纹度对探头测孔处压强系数的影响变化量随着马赫数增加而增加;当马赫数固定时,波纹度的影响在第一组测压孔处随迎角增大而减弱,而在第二组测压孔处随迎角增大先增加再减弱。

表面波纹度及粗糙度对微气体轴承性能的影响

为了探究表面粗糙度、表面波纹度以及两者同时存在时对气体滑块轴承润滑性能的影响,采用分形函数表征粗糙表面,正弦曲线表征表面波纹度,代入适用于任意努森数的超薄气膜润滑Reynolds方程,得到同时考虑表面形貌特征及稀薄效应的润滑方程,并采用有限差分法进行求解。结果表明:在轴承不发生碰磨的情况下,轴承表面粗糙度值越大,气膜压力越高,轴承承载力也越高;表面波纹度的幅值、相位角、周期对轴承性能均有较大影响,相位角φ=3π/4附近、波纹周期在0.4及0.8附近时承载力较大;对于复合形貌表面,表面粗糙度可以弥补表面波纹度可能带来的气膜压力及承载力损失,轴承数越大,效果越明显;表面粗糙度对压力中心影响较小,而波纹度对压力中心的影响较大。

齿面波纹度形成原理及检测分析

目前齿轮噪声已经是新能源汽车的主要问题之一,对传统车来说从设计角度进行参数优化,齿轮修形及路径优化等方案基本可以解决齿轮噪声问题。但新能源车不仅是从齿轮设计上,加工带来的噪音问题日益凸显,磨齿及珩齿产生的齿面波纹及异常形状带来的倍频及鬼频问题已经是导致变速器噪音及振动超差的主要因素。但在齿轮的实际生产中缺少对波纹的检测手段,导致售后成本激增。根据齿轮啮合原理,利用MATLAB编程提出了一种可识别齿面加工波纹的检测方法,并深入的讨论了波纹的表现形式。最后结合实际案例,验证了检测方法的有效性。

基于RVSM运行需求的波纹度影响分析方法

飞机静压源附近蒙皮存在波纹度会影响高度测量,进而影响飞机缩小垂直间隔最低标准(RVSM)运行能力的适航取证,因此需要对其影响量进行评估。针对典型波纹度模型,建立了基于小扰动假设的快速分析方法和CFD数值方法,对波纹度的压力影响进行了研究,结合风洞试验数据对研究方法进行了验证。验证结果表明,发展的数值计算方法可用于波纹度模型的评估分析,经900个测压孔数据统计分析,97.8%的数据点计算压力值与试验值的偏差在±0.002以内,计算精度较高;经三维修正的快速分析方法可以较为准确、快速地获得波纹度表面的压力影响量,可作为相关工程问题的快速评估手段。

通过强力珩齿改变齿轮表面波纹度来改善NVH

本文介绍了齿轮表面微观检测方法、齿面精加工的方法、强力珩齿工艺及改变砂轮设计螺旋角实验。通过调整砂轮螺旋角设计,同时调整轴交角来优化波纹方向,对NVH优化有显著的效果。随着电气化的发展,乘用车市场动力系统由传统的燃油车向混动、纯电驱转变,而与传统的燃油车相比,特别是电驱车没有了发动机噪声环境的掩盖,对整机NVH要求不断增加,这也标志着消费者对乘坐噪声要求也日益提高。

考虑轴箱轴承表面波纹度的高速车辆振动特性分析

采用SIMPACK动力学软件,建立一高速车辆出现轴箱轴承表面波纹度缺陷的动力学计算模型,将轴承假设为只有外圈和内圈两者之间的相互作用,轴承中的滚子直接等效成若干个力元,分别考虑轴承的内、外圈以及滚子表面波纹度对车辆振动特性的影响。仿真结果表明:当轴承出现波纹度缺陷时,轴箱振动加速度会增大,而构架的加速度变化不大;对于外圈表面波纹度,会在特定频率及其倍频处出现峰值,且当纹度波数等于或接近滚子数目相或其倍数关系时,轴箱会出现严重的振动;对于内圈表面波纹度,当波纹度数N_w≠iZ±1且N_w≠iZ±1(其中i为正整数)时,在所仿真的波数下可能会出现多种基频及其倍频成分,否则只会产生特定的基频及其倍频成分;对于滚子表面波纹度,当滚子波纹度数目为偶数时,只会出现特定的基频及其倍频成分,且在特征频率旁边存在着调制边带;随着滚子波纹度数目的变化,三种情况下的轴箱振动加速度幅值会在波纹度数目等于滚子数目处产生峰值点,且随着波纹度幅值的增加,三种情况下的轴箱的振动均变得越来越剧烈。

考虑表面波纹度的滚动轴承-转子系统非线性动力特性

提出了考虑滚动轴承内外圈滚道表面波纹度、Hertzian弹性接触力和径向游隙等非线性因素的滚动轴承模型,建立了滚动轴承-转子系统的动力学微分方程,并用Runge-Kutta-Felhberg算法对其求解.利用分岔图、Poincaré映射图和频谱图,分析了参数变化时的滚动轴承-转子系统的分岔、混沌等非线性动力特性.结果表明:外圈波纹度波数与滚动轴承滚珠数目相等时,转子系统会产生强烈振动;转子系统进入混沌的主要途径是倍周期分岔;内圈波纹度引起的振动频率与波数有明确的函数关系.

冷轧薄板表面波纹度评价标准研究

使用高通高斯滤波-低通高斯滤波、高通指数滤波-低通指数滤波和多项式滤波-低通高斯滤波三种波纹度测量方法,测量并计算了冷轧薄板表面的波纹度,分析了滤波方式以及测量长度对波纹度测量结果的影响。分析表明:采用高通高斯滤波-低通高斯滤波方法获得的波纹度参数偏大,并且数据重复性差;而采用高通指数滤波-低通指数滤波方法得到的波纹度参数偏小。进一步研究表明,采用高通指数滤波-低通指数滤波方法得到的波纹度参数受测量长度的影响很小。

表面波纹度对滚动轴承-转子系统非线性振动的影响

分析了考虑滚动轴承内外圈波纹度、径向间隙和非线性赫兹力作用下的滚动轴承-转子系统非线性动力学响应。根据不同参数下的分岔图、功率谱图和庞加莱截面图,研究了轴承表面波纹度最大幅值和转速对系统的非线性振动的影响,找到了不同故障类型的特征频率。根据分形理论应用G-P算法计算了相同转速下不同最大幅值时的关联维数。分析结果表明,当系统处于混沌状态时随着波纹度最大幅值的增加,其关联维数也会相应增大。因此关联维数可以应用于轴承故障的特征提取与定量诊断中。

平板表面波纹度测量中的滤波器研究

目的比较3种滤波器在平板表面波纹度测量中的传输特性差异。方法采用2RC滤波器(JIS B 0610)、指数滤波器(SEP 1941)和高斯滤波器(ASME B46.1),通过频谱分析原始轮廓与不同滤波器得到的波纹度轮廓的频谱特性,对比波纹度参数差异。结果 3种滤波器的幅值特性没有振荡现象,但是高斯滤波器和指数滤波器的幅值下降速度较快,高斯滤波器和指数滤波器在截止波长处的幅值下降50%,2RC滤波器在截止波长处的幅值下降25%。高斯滤波器和指数滤波器属于无相位移动滤波器,2RC滤波器属于有相位移动的滤波器,在截止波长位置的相位移动约为1.05。在相同的截止波长下,指数滤波器与高斯滤波器的传输特性完全一致。进一步研究表明,采用2RC滤波器得到的波纹度参数Wa比采用高斯滤波器得到的高0.1μm。结论高斯滤波器和2RC滤波器均无法同时完全抑制截止波长范围以外的成分而完全保留截止波长范围之内的成分。

工程陶瓷高效平面磨削表面波纹度试验研究

以氧化铝和氧化锆两种工程陶瓷在高效磨削条件下的磨削振动和表面波纹度为研究对象,概述了磨削表面波纹度的定义和评价方法以及产生波纹度的原因,在超高速平面磨削实验台上进行磨削工艺试验,通过改变砂轮线速度、进给速度和磨削深度,分析了磨削参数对零件表面波纹度的影响.在试验研究的基础上,对磨削表面波纹度的影响因素和机理进行分析和讨论.试验结果表明,在陶瓷材料高效平面磨削中,砂轮线速度和进给速度是影响磨削颤振与表面波纹度的主导因素.在如120 m/s的较高砂轮线速度时,磨削过程振动主要是由强迫振动引起,工件表面质量好于低速情况.在保证较高磨削效率的前提下,陶瓷材料的高效磨削更适合在大切深和小进给速度条件下进行.

超精密加工中表面波纹度与主轴系统不平衡关系

针对超精密加工工件表面出现的表面波纹度问题,研究超精密机床液压主轴系统不平衡问题与表面波纹度之间的关系。加工工件的面形检测结果首先利用选出的最优小波变换进行各个尺度的分解及重构,接着利用功率谱密度分析小波分解后各个尺度上的信号谱能量得到相关频率信息,结合主轴系统部件的模态及旋转频率信息,对检测结果中主要误差特征进行提取。主轴系统频率信息由两种方法进行计算,从面形波纹度中提取出来的典型误差特征包含机床主轴固有频率和旋转频率及其高倍频,电源基频50 Hz及其整数倍频和次谐波信号,这些频率特征正好与主轴系统不平衡频率以及电动机工频噪声干扰频谱特征对应,这说明主轴系统不平衡是导致加工工件波纹度出现的主要原因,这种辨识方法为超精密机床加工精度的提高提供了辨识依据。

金刚石刀具刀尖圆弧波纹度的测量及评价

为实现金刚石刀具刀尖圆弧波纹度超精密测量,构建了基于原子力显微镜(AFM)和精密回转轴系的刀尖圆弧轮廓测量系统,研究了刀尖圆弧波纹度评价方法和控制测量系统引入误差的策略。提出了评价刀尖圆弧波纹度时截止波长的确定原则和方法,并介绍了刀尖圆弧波纹度测量原理及评价流程。讨论了精密回转轴系径向回转误差的测量和评定、刀具安装偏心和偏角误差的控制和原子力扫描系统Z向非线性误差的校准方法。最后,在构建的测量系统上测量了了金刚石刀具刀尖圆弧波纹度并对测量不确定度进行了分析。实验测量显示:所评价金刚石刀具的刀尖圆弧波纹度为0.106μm,测量不确定度为23.8nm,表明所构建的测量系统基本满足金刚石刀具刀尖圆弧波纹度纳米级测量及评价的需求,测量结果稳定可靠、精度高。

考虑轴承波纹度的燃料电池车用旋涡风机振动特性分析

通过分析滚动轴承结构特点,利用施加滚子轮廓线方法建立考虑轴承波纹度滚动轴承的多体动力学模型;将风机壳体及转轴进行柔性化,建立旋涡风机刚柔耦合的多体动力学模型;分析旋涡风机振动激励源与风机及轴承不同结构参数下振动特性。结果表明,轴承游隙存在会引起转频2倍频成分振动,且随游隙增加2倍频处振幅逐渐增加;波纹度存在,会产生对应波纹度阶次的高频成分振动,实际工况下高频成分会激发壳体模态引起壳体共振,影响燃料电池汽车的乘坐舒适性。