行星齿轮传动非线性动力学方程求解与动态特性分析

发展了单自由度解析谐波平衡法的应用。对行星齿轮传动系统的多自由度非线性动力学微分方程组，在考虑刚度波动的情况下，推导了行星齿轮系统微分方程组的解析谐波平衡法的计算公式，并采用Ｂｒｏｙｄｅｎ迭代方法求解非线性代数方程组。给出一个算例，用上述方法进行求解，得到了行星齿轮传动的非线性频响特性，与相应的线性系统进行了比较。并研究了时变啮合刚度、误差和齿侧间隙对系统非线性动力学行为的影响。

基于谐波平衡法的复合行星齿轮传动系统非线性动态特性

为揭示多间隙作用下Ravigneaux型复合行星齿轮传动系统的非线性动力学行为,建立考虑时变啮合刚度、齿侧间隙与综合啮合误差的系统纯扭转强非线性动力学模型。将齿侧间隙非线性函数表达为描述函数的形式,运用谐波平衡法(Harmonic balance method,HBM)将方程组转化为非线性代数方程组,使用逆Broyden秩1法进行迭代求解,得到系统的基频稳态响应。通过改变时变啮合刚度、齿侧间隙与综合啮合误差的大小,分析参数变化对系统非线性动态特性的影响。研究发现,由于齿侧间隙的影响,系统动态特性曲线出现幅值跳跃与多值解等典型非线性特征,系统出现复杂的冲击现象;齿侧间隙、啮合刚度波动与误差波动的耦合使系统的非线性程度得以强化。基于描述函数的HBM法可用于求解更加复杂模型的基频稳态响应,为深入研究复合行星齿轮系统的动态特性提供了一种方法。

基于增量谐波平衡法的复合行星齿轮传动系统非线性动力学

建立了包含时变啮合刚度、齿侧间隙与综合啮合误差的Ravigneaux式复合行星齿轮传动系统纯扭转动力学模型。运用增量谐波平衡法对系统运动微分方程组进行求解,得到系统的基频稳态响应。研究了时变啮合刚度、外部激励、齿侧间隙等参数的变化对系统动力学特性的影响。研究结果表明,间隙的存在使得复合行星齿轮系统的频响曲线出现了幅值跳跃与多值解等典型非线性特征,系统参数的共同作用使得复合行星齿轮系统出现了丰富的非线性动力学行为。利用该方法可以获得系统任意精度的近似解,为控制系统的振动与噪声,实现复合行星齿轮传动系统动态设计奠定基础。

行星齿轮系统弯扭耦合振动的增量谐波平衡法

针对行星齿轮传动机构弯扭耦合振动方程是半正定方程而无法直接采用增量谐波平衡法进行求解的问题,引入微小相对位移量来描述行星齿轮系统中各个部件之间的相对运动.采用运动转移矩阵将半正定方程转化为正定方程,同时考虑齿轮啮合刚度时变的非线性特性,采用增量谐波平衡法分析了行星齿轮系统非线性动力学响应.通过与数值求解方法Newmark-β法相对比,计算结果一致,验证了本文方法的正确性及高效性.

基于离散傅里叶变换与谐波平衡法的行星齿轮系统非线性动力学分析

研究了多间隙作用下行星齿轮系统的强非线性动力学行为。考虑齿轮啮合误差和时变啮合刚度,建立了2K-H型行星齿轮传动的弯扭耦合非线性动力学模型。利用离散Fourier变换（DFT）及其逆变换（IDFT）处理方程中非线性恢复力与位移坐标之间的函数关系,发展了一种可以求解多阶谐波响应的数值谐波平衡法,并用Broyden方法求解其形成的代数平衡方程组。用该方法分析齿轮非线性动力学稳态解时,啮合刚度与激励可以是任意的周期函数形式,不仅可以包含多次谐波响应,而且还可以求解系统的次谐波响应。克服了传统的解析谐波平衡法基于描述函数进行而难以求解一般周期响应和次谐波响应的缺点。作为算例,用该方法分析了行星齿轮传动的非线性频响特性,并与相应的线性系统进行了比较。

可实现活塞无侧压的内摆线传动机构建模与仿真

根据内摆线形成原理,在一种S195柴油机结构基础上,利用实体设计Solidwirks软件,完成了行星齿轮内摆线传动机构实体模型设计,运用ADAMS建立了内摆线传动机构动力学仿真模型,并与传统曲柄-连杆机构运动特性仿真进行了对比。研究表明:行星齿轮内摆线传动实现了活塞简谐运动特性,基本消除了传统活塞侧压力的影响,大大减少了活塞机械摩擦损失,并改进了单缸柴油机NVH特性。在取代传统内燃机曲柄-连杆动力传动机构方面进行了有益探索,仿真分析结果为行星齿轮内摆线传动机构的工程应用提供了理论依据。

封闭谐波齿轮传动柔轮旋压技术及效益分析

针对封闭谐波齿轮传动柔轮毛坯 ,提出采用热普旋 -强旋新工艺方案。论述了旋压成形工艺对柔轮材料金相组织和机械性能的有利影响 ,对比分析了两种加工工艺方法的经济效益 ,为谐波齿轮传动装置的推广应用奠定了基础。

封闭谐波-行星齿轮减速器的设计研究

本文较详细地讨论了封闭谐波 -行星齿轮减速器的设计计算。文中阐述了该封闭行星传动机构的传动比计算 ,受力分析和效率计算。同时 ,还附有一个实际示例 -电动扳手的反求设计计算。因此 ,本文对于同类型的封闭谐波

锥束口腔CT机复合谐波传动装置设计

锥束口腔CT诊断设备中扫描装置传动系统对传动精度要求高,普通传动装置难以满足其使用要求,针对我国研发的口腔CT机传动机构存在噪声大、定位精确度不高等问题,利用谐波传动机构传动平稳、传动精度高等优点,并结合行星齿轮传动抗冲击和振动能力较强等特点,设计出一套用于锥束口腔CT扫描装置的复合谐波传动装置。运用三维设计软件SolidWorks进行三维建模,并导入Adams动力学仿真软件进行了仿真实验,结果表明,设计的复合谐波传动装置响应迅速,转动平稳,传动精度高,满足医用要求。

基于HEI量化故障信息的行星齿轮箱故障诊断方法研究

针对复杂工况下行星齿轮箱的故障信息难以量化衡量的问题,提出了基于谐波有效指数(HEI)量化故障信息的行星齿轮箱故障诊断方法。首先,对信号进行分析处理,对频率切片小波变换(FSWT)频率切片后的频带信号进行了精细复合多尺度散布熵(RCMDE)值计算,选取故障特征多的频带进行了信号重构,使用多点最优调整的最小熵解卷积(MOMEDA)对重构信号中的故障冲击成分进行了准确提取;通过建立谐波有效指数,量化了包含在振动信号中的故障信息,实现了对行星齿轮箱的故障诊断;最后,使用行星齿轮箱齿面磨损故障的试验数据进行了相关的验证。研究结果表明:该方法能够实现行星齿轮箱振动信号中故障特征的提取;从处理后信号的频谱中可以清楚地观察到行星轮故障特征频率f p=7.03 Hz及其倍频nf p;实验数据中的HEI值为3.47×10-6,可以作为衡量行星齿轮箱故障程度的有效指标。

基于SPS与CNN的行星齿轮箱故障特征提取与诊断研究

针对行星齿轮箱结构和运行工况复杂,导致信号故障特征提取困难的问题,通过分析行星轮系振动机理,初步推导出含故障齿轮箱振动信号频谱特征;运用谐波乘积谱(Harmonic product spectrum,HPS)与边带乘积谱(Sideband product spectrum,SPS)的方法,在噪声干扰以及故障冲击不明显的条件下,准确提取到了仿真信号的故障特征频率。进一步采集不同运行工况、不同故障状态下的行星齿轮箱振动信号,将提取后的故障特征输入到卷积神经网络中进行故障识别,成功获取到齿轮箱的故障信息,证明了该方法在行星齿轮箱故障诊断方面的可行性。

轻载装载机变速箱振动特性分析与试验

为了给装载机变速箱减振降噪提供依据,通过集中参数和有限元法相结合的方式对变速箱进行振动分析。综合考虑液力变矩器激励、齿轮系统内部激励等因素,建立装载机变速箱传动系统的弯-扭耦合动力学模型,求解得到各轴承的动态支反力;建立箱体有限元模型,进行模态分析,以轴承动态支反力为激励,在模态的基础上进行箱体谐响应分析,得到箱体在激励下的振动响应,选择箱体表面的振动测点,分析测点的振动加速度,找到并分析振动峰值及对应振型;最后进行变速箱振动试验,验证仿真的正确性。结果表明:传动系统的激励主要集中在输入和输出平行轴齿轮处,传动系统和箱体振动的峰值频率均和齿轮啮合频率相近,变速箱箱体振动较大的位置位于箱体的底部。试验与仿真对比,试验中存在和仿真相近的峰值频率,仿真和试验所得的振动加速度均方根误差值小于20%,验证了仿真的正确性。

某微型行星齿轮减速器动态特性分析

以某水平井取芯机器人爬行机构内的微型行星齿轮减速器为研究对象,设计小模数微型行星齿轮减速器各轮齿尺寸参数,通过Solidworks三维软件对微型行星轮系进行建模和装配。使用Workbentch对减速器模型做模态分析,得到模型的固有频率,并采用模态叠加法对模型进行谐响应分析,探讨外部激励对模型的影响。结果表明:在频率达到4阶时,减速器在xyz三个方向都有最大响应,而在频率达到5阶时,减速器在z方向达到了最大响应,而在xy方向有响应但不是最大响应。

基于局部同步拟合和窄带解调的行星传动齿根裂纹故障检测

为实现较少旋转圈数工况下的行星传动齿轮故障检测,本文提出一种基于局部同步拟合和窄带解调的行星传动齿根裂纹故障检测方法。该方法首先对行星齿轮箱振动信号进行角域重采样,再采用局部同步拟合方法估计出确定性分量;随后,由研究中提出的啮合谐波能量比最大准则自动选择包含齿轮故障信息最丰富的滤波阶次频带,并进行窄带解调;最后,通过幅值解调和相位解调揭示齿轮故障特征。实验和对比结果表明:该方法可以有效检测出齿根裂纹引起的周期性幅值和相位突变,且所需数据量较传统的加窗同步平均方法更少,在少转数工况下的齿根裂纹故障检测具有一定的优势。