某减速器脱啮运行使用寿命仿真研究

某减速器运行过程中振动加速度传感器记录到明显的脱啮冲击现象,由于齿轮脱啮带来的冲击易加速齿轮的疲劳磨损,对于强度较低的齿轮甚至易引起失效断裂,因此以齿根弯曲应力及齿轮弯曲疲劳寿命为研究目标,对该齿轮副脱啮运行状态下的使用寿命进行仿真研究。首先利用Solid Works及其插件Gear Trax建立传动系统三维模型,在ADAMS中对输入轴施加相应的转矩波动模拟脱啮,计算齿轮副脱啮状态下的冲击动载荷。在考虑此冲击动载荷的情况下,利用ANSYS对该齿轮副进行弯曲疲劳使用寿命仿真分析,最终仿真计算结果表明脱啮运行状态下该减速器齿轮齿根弯曲应力远小于其许用应力,弯曲疲劳使用寿命达到3×10^(6)次循环,为无限寿命,较为可靠。

直齿锥齿轮分岔脱啮特性参数解域界结构

为研究含间隙直齿锥齿轮系统周期运动与齿面冲击、脱啮、动载间的耦合转迁关系,基于胞映射原理构建了时变啮合刚度和频率比双参平面,采用改进的CPNF(continuous-Poincaré-Newton-Floquet)法求解了系统胞元的周期、冲击、脱啮、动载特性解域界结构.仿真结果表明,在双参解域界内系统存在鞍结、Hopf、倍化、激变及周期3等分岔方式和3种齿面冲击共存现象,随时变啮合刚度系数递增其冲击和混沌现象加剧.齿面脱啮、齿背接触及动载系数受齿面冲击和周期分岔的影响而发生突变,在同一界域内随频率比增加而降低,随刚度系数增加而加剧.

对称圆弧加直线修正型线涡旋压缩机脱啮角与排气角研究

在采用对称圆弧加直线修正型线涡旋压缩机设计计算中,形成中心压缩腔时的转角与压缩机排气时主轴的转角完全不同。针对这两种情形下的主轴转角,由于没有完整而清晰的阐述,导致计算涡旋压缩机各压缩腔容积时容易产生较大误差。对此,通过研究采用对称圆弧加直线修正涡旋压缩机涡盘始端型线的几何特性,定义了脱啮角与实际排气角,阐明了二者之间相互区别,详细推导了脱啮角计算公式并分析了影响脱啮角的因素,且根据涡盘始端壁厚增加造成修正后中心压缩腔容积减少的本质特点,提供了修正后涡盘始端壁厚增加容积和实际排气角的计算方法。通过运算实例验证了脱啮角与实际排气角相差很大的结论,指出实际排气角将影响排气孔的设计。

修形渐开线直齿轮的脱啮冲击研究

当载荷较小或齿轮精度较低时 ,修形齿轮在传动中能出现瞬时重合度的减小。当重合度小于理论重合度但大于 1时不影响齿轮的使用 ,而且齿轮的啮合冲击可以忽略不计。当瞬时重合度小于 1时 ,齿轮出现脱啮并且引起脱啮冲击。运用解析的方法可以求得脱啮间隙以及脱啮冲击响应。它是修形原理误差、齿轮制造误差以及载荷变化的函数。

齿轮传动脱啮振动及控制

本文着重根据齿轮动力学原理分析了齿轮传动脱啮振动产生机理,并主要讨论下述三个问题:(1)脱啮产生的基本原理;(2)啮合冲击;(3)关于齿轮传动动态脱啮问题,如啮合刚度变化,动态耦合振动,侧隙效应。同时还讨论了脱啮振动与噪声的基本规律并建立数学模型,从理论上分析了载荷、转速、齿轮误差、啮合刚度,侧隙对脱啮影响所得的与实验研究完全一致,这为我们进一步深入研究齿轮副传动的动态特性,早期故障诊断,失效趋向预报提供了理论基础。

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。

双缸平行轴汽轮机组中间蒸汽回注验证试验分析

基于双缸平行轴汽轮机组产生的低工况下高、低压缸汽轮机做功能力不匹配引起的减速器脱啮响声现象,开展了蒸汽回注抑制减速器脱啮响声的试验研究。设计并搭建了汽轮机高低压缸连通管蒸汽回注缩比试验系统,试验结果表明,蒸汽回注系统有效的抑制了减速器脱啮响声现象;当蒸汽回注系统未介入时,减速器原脱啮响声归一化转速带宽为0.21~0.33;当回注阀开度达到50%时,试验转速范围内脱啮响声完全被抑制;蒸汽回注系统改变了原汽轮机组高低压缸功率比,高压缸汽轮机输出功率降低,低压缸汽轮机输出功率升高;蒸汽回注系统的引入在维持推进系统原有转速及功率稳定输出的前提下,工况A、工况B燃油消耗量分别降低了约2%、0.8%。

齿背啮合机理及动态接触冲击研究

针对齿背啮合冲击引起传动效率、平稳性降低以及振动、噪声加大等问题,考虑齿轮误差、轮齿变形和齿侧间隙,研究齿轮啮合过程中齿背啮合机理。基于有限元动态接触模型,对齿轮啮合特性进行仿真,研究转速和负载对齿背啮合的作用效应。结果表明,一定的转速与负载下,出现轮齿正常啮合与齿背啮合交变;主动轮转速的增大会使齿背啮合冲击加剧,从动轮负载一定幅度内的增大会使得齿背啮合冲击有所减弱。齿背啮合发生时,正常啮合齿对的接触力在零与峰值之间振荡,实际齿轮啮合呈现"正常啮合-脱啮-齿背啮合-正常啮合"规律性的变化。该研究对于齿轮系统的减振与降噪设计具有一定的参考意义。

不同Poincaré截面上齿轮扭振系统动力学特性分析

以典型的单自由度齿轮扭转振动系统为研究对象,对系统的非光滑动力学特性进行细致研究。定义瞬时接触面和零相位面为Poincaré截面,计算截面上系统的分岔图、最大Lyapunov指数谱和吸引域,得到多吸引子共存现象产生和消失过程中系统全局和局部响应的变化规律;计算截面上系统的分岔图,得到齿轮啮合-脱啮运动的周期性;计算系统的频谱瀑布图,得到系统啮合-脱啮运动频响特性。通过对比,发现齿轮系统在不同Poincaré截面上体现出更加丰富的动力学行为。

F10A变速器空档噪声及磨擦齿片降噪效果分析

本文针对公司两款车型空档怠速时，变速器噪声较大的问题，从变速器结构方面分析噪声形成的机理，对磨擦齿片机构的降噪效果进行探讨。

考虑滚柱偏斜的行星滚柱丝杠载荷分布计算方法

滚柱在实际工作状态下不可避免的偏斜,会引起螺纹严重承载不均,是导致螺纹发生严重压溃失效的主要原因之一。针对现有静力学模型均基于螺母、丝杠和滚柱轴线相互平行假设的不足,提出了一种考虑滚柱偏斜及螺纹牙脱啮现象的行星滚柱丝杠载荷分布计算方法。建立了包含滚柱相对螺母与丝杠偏斜的静力学模型,推导了计入各对螺纹牙啮合状态变化的刚度矩阵和平衡方程,给出多载荷步求解流程。通过与有限元模型在无误差及包含滚柱偏斜时的载荷分布计算结果对比,验证其正确性。分析了滚柱偏斜对行星滚柱丝杠螺纹牙啮合状态和载荷分布的影响规律。结果表明,滚柱偏斜角ϕq和ψq均会对螺纹牙间的载荷分布产生显著影响。合适的偏斜角ϕq能够改善螺纹牙之间的载荷分布。偏斜角ψq的增加会引起螺纹牙所受最大接触力的急剧增加。当|ψq|>1.0′时,螺纹牙会出现明显脱啮现象,且最大螺纹牙受力约为理想状态的3倍。