箱体柔性对齿轮传动系统动态特性的影响分析

分别建立了齿轮、轴、轴承及箱体的阻抗模型,并采用阻抗综合法建立了"齿轮-轴-轴承-箱体"耦合动力学模型,实现了传动系统与箱体的耦合。以单级斜齿轮减速器为对象,计算了"齿轮-轴-轴承-箱体"耦合系统的固有频率,以及耦合系统在轮齿时变啮合刚度激励下的齿轮动态啮合力及轴承动态支反力,并与不耦合箱体的情况进行了对比。结果表明:耦合箱体后,系统的固有频率降低了;箱体柔性对轴承动态支反力的影响要大于对齿轮动态啮合力的影响;考虑箱体柔性后,系统的振动可能减小,也可能加剧,取决于系统的工作转速。

齿轮箱全耦合系统动力学建模与箱体影响分析

为了获得准确的齿轮传动系统动态响应,分别采用直接法和静态子结构法提取箱体动力学参数,采用广义有限元法建立了齿轮箱动力学模型,即齿轮-轴-轴承-箱体全耦合动力学模型。以单级直齿减速器为研究对象,对比了直接法和静态子结构法耦合箱体后系统动态特性的差别,计算了耦合箱体前后系统的固有频率、动态啮合力和轴承支反力,分析箱体柔性对齿轮传动系统动态特性的影响。结果表明:计算多自由度系统时,静态子结构法速度快于直接法;耦合箱体引入了箱体柔性,降低了系统固有频率;且在全转速下箱体柔性对轴承支反力的影响比对齿轮啮合力更大。

轴承及箱体刚度对传动系统动态特性的影响

在详细阐述齿轮箱各主要零部件的建模方法的基础上,建立不同复杂等级的某千米定向钻机动力头齿轮箱动态性能仿真分析模型,讨论了轴承刚度和箱体刚度对系统动态特性的影响。结果表明,轴承刚度及箱体柔性对动力头动态特性有显著影响,分析时不能忽略;增大轴承及箱体刚度,可有效提高系统固有频率,减小模态位移及齿轮副动态传动误差;齿轮副齿面接触应力对箱体刚度较为敏感,而轴承刚度对其影响不大。文中的建模方法和仿真结果对动力头减速器动态性能的设计和分析具有重要的指导意义。