齿廓误差对齿轮时变系统拍击门槛转速的影响

建立了具有时变啮合刚度的二级齿轮系统的动力学方程式。用算符分解算法(AOM)研究了齿轮啮合误差和时变啮合刚度对拍击门槛转速的影响。结果表明,时变啮合刚度和齿面误差可以导致拍击;齿轮啮合频率、或者齿面误差频率等于派生系统的固有频率引起的共振是产生拍击的原因之一;低速端的齿面误差对系统拍击门槛转速影响较小,而高速端的齿面误差对拍击门槛转速影响较大;齿面误差对拍击门槛转速的影响不仅与自身的变化频率、幅值大小有关,更重要的是与时变频率及其组合频率有关。

传动比对齿轮时变系统拍击门槛转速的影响

建立了具有时变啮合刚度的二级齿轮系统的动力学方程式。由于齿轮副啮合刚度的影响,动力学方程式代表了一个具有时变系数的线性动力系统。用算符分解算法(AOM)得到了系统的近似解析解,并研究了传动比和时变啮合刚度对拍击门槛转速的影响。根据计算结果分析,时变啮合刚度可以导致拍击;齿轮啮合频率等于派生系统的固有频率引起的共振是产生拍击的原因之一;增大从动齿轮的齿数、或者增大传动比,一般情况下,可导致拍击门槛转速下降;增大低阶模态阻尼,能够增大拍击门槛转速。

扭矩波动对齿轮时变系统拍击门槛转速的影响

建立了具有时变啮合刚度的二级齿轮系统的动力学方程式,它是一个具有时变系数的线性动力系统。用算符分解算法(AOM)研究了扭矩波动和时变啮合刚度对拍击门槛转速的影响。根据计算结果发现,时变啮合刚度可以导致拍击;齿轮啮合频率等于派生系统的固有频率引起的共振是产生拍击的原因之一;低速端的扭矩波动对系统拍击门槛转速影响较小,而高速端的扭矩波动对拍击门槛转速影响较大;在大部分情况下,考虑时变啮合刚度的二次谐波分量后,拍击门槛转速稍有下降。

滚动轴承支承的柔性转子内阻尼失稳振动

针对在材料迟滞阻尼和结构内阻尼的共同作用下,转子容易发生内阻尼失稳振动的情况,建立了柔性转子内阻尼失稳动力学模型。该模型考虑了滚动轴承的接触和间隙非线性、轴承处内阻尼和外阻尼的影响,通过滚动轴承的运动学和载荷分析,得到考虑游隙的滚动轴承接触恢复力表达式。利用数值积分方法对柔性转子内阻尼失稳振动特性进行了研究,并在单盘转子实验器上,开展了轴承游隙对失稳门槛转速影响的验证实验。研究结果表明:轮盘处外阻尼系数与内阻尼系数之比,对失稳门槛转速的影响较轴承处的影响较大,失稳门槛转速随着系数比的增加而显著提高;轴承处外阻尼系数与内阻尼系数之比,对失稳门槛转速的影响较小,失稳门槛转速对此系数比不敏感;系统失稳门槛转速随着轴承游隙增加而明显降低,在系统失稳之后的同一转速下,极限环半径随着轴承游隙的增加而变大。研究结果对在滚动轴承支承的柔性转子系统设计、装配与试验中避免内阻尼失稳振动,具有一定的指导意义和参考价值。

动静压气体轴承-柔性转子系统的动力学特性

针对高速动静压气体轴承-柔性转子系统中存在的气膜振荡现象,考虑轴承供气压力对轴系动力学特性的影响,开展了转子系统动力学特性的实验研究。采用模态实验分析的方法,得到了转子临界转速区域,为升速实验方案的制定以及气膜振荡机理的分析提供依据。采用分岔图、三维谱图、轴心轨迹等非线性振动测试与分析方法,研究了供气压力对气膜振荡特性的影响。实验结果表明,轴承供气压力对转子的升速响应和失稳门槛转速有着重要的影响。随着供气压力的增加,消除了二阶模态气膜振荡,同时,变轴承供气压力方案下1阶模态气膜振荡的幅值比0.4 MPa下1阶模态气膜振荡的幅值小。另外,较高的轴承供气压力能够提供较大的轴承直接刚度,因此,平动、锥动以及1阶弯曲固有频率随轴承供气压力的增加而增加。