导引头伺服机构消隙齿轮系统动力学特性分析

消隙齿轮广泛应用于导引头伺服机构惯性稳定平台传动系统中,用于消除回程误差,提高传动精度。目前,对消隙齿轮传动系统的动力学分析大多采用数值方法,然而在求解含时变啮合刚度和间隙的强非线性系统时耗时较长。本文利用集中质量法建立考虑时变啮合刚度的消隙齿轮系统动力学模型,通过对模型的无量纲及归一化处理,运用分段的增量谐波平衡法对消隙齿轮传动系统进行分析,并利用四阶Runge-Kutta法进行数值验证,研究了不同参数对消隙齿轮系统动力学特性的影响规律。结果表明:随扭簧刚度的提高,系统谐振频率也提高,且共振幅值降低;随内部激励的增加、阻尼比的减小,系统由周期运动逐渐变为混沌运动,且共振幅值增大。

含轴间距误差的消隙齿轮刚柔耦合动力学仿真

轴间距误差对消隙齿轮精度和性能有重要影响,但其机理和规律并不清楚。基于接触碰撞力约束关系建立齿轮接触动力学模型,进一步利用ADAMS/Flex建立单级消隙齿轮传动系统的刚柔耦合模型,通过刚柔耦合动力学仿真研究消隙齿轮传动在不同轴间距制造误差条件下的振动及频率特性。研究发现:随着轴间距的减小,扭簧的平均力矩增大,齿轮齿面间的啮合力矩以及摩擦力矩也将增大,从而阻碍扭矩的正常传递,并导致固定齿轮转速幅值降低;随着轴间距的增大,固定齿轮主谐振频率整体上降低,而且在轴间距稍大于标准中心距时降低很快。这一发现可指导消隙齿轮传动的设计和装配。

柴油机双顶置凸轮轴消隙齿轮动力学特性研究

基于多体动力学理论,研究了消隙齿轮对某双顶置凸轮轴柴油机正时驱动系统激励力的影响。利用AVL-EXCITE软件Timing Drive模块,建立了正时驱动系统及全阀系的动力学模型,通过对不同转速、不同卡簧扭转刚度、卡簧预载扭矩下的齿轮啮合动力学结果的比较分析,确定了最佳的卡簧参数,并通过发动机台架噪声试验对消隙齿轮降噪的效果进行了试验验证。研究结果表明:与采用普通齿轮副相比,双顶置凸轮轴柴油机采用消隙齿轮后,消除了背隙侧产生敲击噪声的激励力,怠速下,整机1m噪声声压级降低8dB(A)。

消隙齿轮降低柴油机怠速噪声的应用研究

柴油机噪声影响着农业机械操作者的身心健康,该文为了解决某型柴油机在怠速工况下的异响噪声问题,采用仿真与试验相结合的方法进行研究。首先,通过声强和声压测试确定了噪声的主要产生部位;然后,基于Hypermesh和Abaqus软件建立了曲轴及整机零部件的有限元模型,并通过模态试验验证了有限元模型的准确性,基于Excite软件建立了配气正时传动系统和整机的多体动力学模型,发动机整机振动计算时考虑了缸内燃气压力、正时系统及配气机构全阀系激励和活塞敲击激励。多体动力学仿真结果表明:齿轮的反向敲击出现时,齿轮工作面的接触力消失,进排气齿轮在背隙侧发生接触产生冲击力,进而造成发动机在怠速时产生"哒哒"的异响噪声;整机振动仿真结果表明:使用消隙齿轮可以消除进/排气凸轮轴齿轮的反向敲击,在1 000~2 500 Hz范围内,使得齿轮室盖和缸盖罩的振动速度级降低了7 d B左右。最后在半消声室的发动机台架上,对有无消隙齿轮的柴油机进行了振动加速度、噪声和声品质的对比试验,试验表明:怠速工况下,使用消隙齿轮后,前端发出的"哒哒"异响噪声消失,齿轮室盖振动降幅很大,前端1 m噪声声压级降低了5~9 d B(A),声品质也有了明显改善。因此,当内燃机其它齿轮传动部位出现齿轮反向敲击声时,可考虑使用消隙齿轮予以解决。

弹簧消隙齿轮传动链回差分析估算

分析了弹簧消隙齿轮的受力情况 ,叙述了残余回差的产生原因。并且结合工程实际 ,对某雷达数据传递机构中的弹簧消隙齿轮传动链的回程误差进行了分析估算。所述分析方法及实例计算 。

双向偏转平台消隙齿轮拉簧的优化设计

为了减小或消除齿轮传动中的反向空程误差,满足传递所需的功率,除了合理的结构设计,最为关键的是确定消隙齿轮中的拉簧参数。根据伺服电机的输出功率和齿轮传动的设计参数,利用极大极小值优化方法对所选用的消隙齿轮中的拉簧进行了优化设计,并将优化结果计算成所需消隙齿轮拉簧的具体工作参数,绘制了该消隙齿轮拉簧的工作图。

伺服平台消隙齿轮刚柔耦合动力学特性的研究与分析

为了研究消隙齿轮系统的动力学特性,提高伺服平台的传动精度和稳定性。用ADAMS多体动力学软件建立消隙齿轮系统刚柔耦合的动力学模型,并建立伺服平台物理样机,对消隙齿轮系统的相关特性进行了研究。结果表明,输出转速和转角的偏差均值随输入转速以及轴间偏移量的增加而增大,随拉簧刚度的减小而增加;消隙时间随输入转速的增加而快速减小,随轴间偏移量的增加而增大;谐振频率随轴间偏移量的增加而减小。实物试验与仿真实验结果的误差很小,验证了动力学仿真的准确性。

双片消隙齿轮动力学建模与参数影响分析

由于导弹的复杂工作环境,雷达导引头伺服系统对其动力学特性及传动精度有较高要求。为提高其传动精度,一般采用双片齿轮消隙的方式消除回程误差。采用集中质量法建立考虑时变啮合刚度及齿面摩擦的消隙齿轮动力学模型,将消隙齿轮视为两对通过扭簧相互耦合的啮合副,并将齿侧间隙引入作为接触判定条件。通过动力学仿真研究了扭簧预紧力矩和扭簧刚度对消隙齿轮系统动态传动误差及谐振频率的影响。研究表明:扭簧刚度对系统动态传动误差及谐振频率影响较小,而扭簧预紧力矩的增大有利于提高谐振频率和抑制一阶谐振幅值,降低负载波动对系统的影响。由于扭簧作用产生额外的载荷,扭簧预紧力矩的增加会增大系统动态传动误差。

消隙齿轮传动建模与分析研究

消隙齿轮是齿轮反馈机构中常采用的消除传动间隙的形式，将消隙齿轮传动分为两种状态，建立了包含各主要传动因素的消隙齿轮传动动力学模型，并依此分析了不同弹簧刚度与不同弹簧预紧力下的高频传动特性，结果表明增大刚度与预紧力均能提高传动性能。为了便于工程设计，采用了参数灵敏度评估方法计算各设计参数的灵敏度，得到齿轮转动惯量与弹簧刚度是影响其性能的关键因素，在此基础上进行了消隙齿轮的改进设计。

消隙齿轮箱的结构改进分析

通过对一台落地铣镗床X轴消隙齿轮箱在实际应用中存在的反向间隙过大且不稳定、传动无力,造成机床定位精度严重走失、无法进行重切等问题,采用最经济简单的方法改变结构,解决该齿轮箱的问题,并为今后消隙齿轮箱的设计提供了借鉴。

新型中心距可调消隙齿轮副

为了解决齿轮传动副侧隙问题,分析齿轮中心距调整法,双齿轮片、弹簧组合法,双电机组合3种传统消隙方法的原理和不足;通过对比,采用新型中心距可调消隙齿轮副方法设计出自动消隙齿轮副机构,其在工作过程中能适时动态自适应调整中心距,可完全消除侧隙对传动精度的影响;结合公式计算结果,表明其径向压力大于驱动力矩形成的径向分力,共振频率满足要求。指出:中心距可调消隙齿轮副可完全消除齿轮加工误差及齿轮副安装精度引起的齿轮副固定侧隙和齿轮传动过程中因齿轮易损及回程误差而产生的变值侧隙,提高齿轮副的消隙能力,在不提高齿轮副加工精度的情况下,能够获得更高的齿轮副传递精度,实现了零侧隙传递。

消隙齿轮伺服系统动力学建模与频率特性

消隙齿轮广泛应用于航天精密伺服机构领域,具有高精度、高响应速度和高稳定性的要求,故需对其频率特性进行研究。依据两质量系统建模方法,建立了消隙齿轮伺服系统包含线性和非线性两部分的动力学模型。以普通直齿轮分段死区模型为基础,建立了消隙齿轮分段死区模型,给出了模型中等效传递刚度的计算方法,特别是消隙扭簧扭转刚度的计算方法。利用数值仿真分析方法,对所建立的消隙齿轮伺服系统动力学模型进行了仿真分析,给出了传动轴刚度、静态间隙和扭簧刚度对系统谐振特性的不同影响结果。结果表明:静态间隙与扭簧刚度是影响消隙齿轮伺服系统谐振频率的重要因素。

齿轮消隙功能实现探索

通过对弹簧消隙方法的分析,明确了齿轮消隙机构的本质,即给啮合齿轮加载力矩。基于这一原理,介绍了基于软硬件协同设计理念的智能摩擦消隙机构,展示了软件机械理念在智能齿轮消隙机构设计中的应用。

数控双齿轮消隙减速机的研制

设计研究的数控双齿轮消隙减速机,通过调整两个输出齿轮的相对转角与高精度齿条啮合,无反向传动间隙,特别适用于大型、重型数控机床进给传动,解决了大行程伺服驱动的难题。

双齿轮消隙结构的研制与分析

TX300×15/20Q-NC大型数控立式镗铣床的齿轮变速箱设计中采用双齿轮消隙机构,通过采用胀套联结,同时使与消隙轴齿合的两齿轮传动链往相反方向旋转,从而工作齿圈与其齿合的两个齿轮轮面反向贴紧,以达到消隙的目的。使用12面多棱镜,配合准直仪测量,对机床回转工作台定位精度进行测量及对测量结果进行分析,得到的工作台回转定位精度值和回转重复定位精度值都在要求范围内。结果证明了该双齿轮结构消隙效果良好,机床的传动精度高和稳定性良好。

齿轮消隙与双电机消隙的应用

大型数控龙门铣床移动轴的同步性是一大难点,在用自制消隙齿轮箱传动时,同步轴的反向间隙较大,影响了同步性。通过应用双电机消隙技术解决了这个问题。

某型舰载武器站齿轮消隙机构设计与分析

针对某型舰载武器站传动系统设计一种新型的双层齿轮消隙机构,通过Adams软件进行动力学仿真,在无消隙机构和安装消隙机构2种工况下分析了从动轮转角变化。结果显示在安装该消隙机构状况下,从动轮转角与理想状态下的变化基本吻合,验证了该双层齿轮消隙机构能够有效降低齿轮传动的回程误差,提高了传动系统精度。

基于TK6216数控落地铣镗床的无侧隙齿轮传动机构的研究

针对TK6216数控落地铣镗床的齿轮副啮合时产生的空回误差,提出了一种双斜齿的消除侧隙机构来保证齿轮传动的精度,介绍了应用基于特征的造型软件UG实现齿轮机构特征造型的原理与方法,在精确建模的基础上,确定了最不利加载线的位置,应用有限元法计算了这种载荷分布下轮齿的变形及齿根应力,并绘制了齿根最大应力随过渡圆角半径的变化趋势曲线。计算分析结果表明,过渡圆角半径越大,越有利于提高轮齿的弯曲强度。

一种简单轴向弹性错齿消隙法

斜齿轮声传动中采用橡胶垫圈作为弹性元件，使消隙斜齿轮结构简单，且具有自动消隙补偿功能，介绍了橡胶垫圈的使用条件和变形计算。

船载天线跟踪系统双电机消隙技术研究

针对船载天线跟踪系统,介绍了天线系统组成,指出了齿轮间隙是传动链中影响跟踪精度的关键因素。针对齿轮间隙问题,提出了一种基于速度环的双电机消隙技术,并对该双电机消隙技术进行了理论分析和实验验证。实验结果表明,该双电机消隙算法能够有效消除船载天线跟踪系统的齿轮间隙,提高天线伺服传动链精度、扩展伺服带宽,进一步提高船载天线跟踪能力。