CALCULATIONS OF THE INNER DISTURBANCE FREQUENCIES INSIDE THE EPICYCLIC GEARING

The forms of the vibration disturbances inside the epicyclic gear train are analyzed. Thefrequency equations for the inner disturbances of the epicyclic gearing with one or two degrees offreedom have been built. The latter of them is a 3-dimension problem and the range of the disturbance frequencies covers a series of planes inside the 3-dimension coordinates. As a result, thechances to lead to the system resonance are developed. The calculating results indicate that in thedesign process of the shaft system, the chances of resonance can be reduced by tunning the dynamicparameters and the structure of the system.

计及陀螺效应的高速齿轮轴系涡动现象及临界转速分析

高速齿轮轴系由于不平衡量等因素受陀螺效应会产生较大弯矩存在潜在共振危险,计及转轴及齿轮轮体陀螺效应,分别采用梁单元法和有限元法建立某型共轴高速直升机传动系统高速输入轴系模型,系统研究高速齿轮轴系不同振型的涡动现象,结合临界转速坎贝尔图,对比自由与约束模态和约束模态下不同轴承刚度对临界转速数值影响。结果表明:高速齿轮轴系扭转和伸缩振型在自由及约束模态均不会产生涡动,弯曲、节径等横向振型产生明显涡动现象,且在约束模态下涡动现象减弱;临界转速数值随约束模态轴承刚度增加呈增大趋势。在高速齿轮轴系临界转速准确计算中,轴承刚度及陀螺效应影响不可忽视。

车辆变速器弯扭振动特性分析

为研究车辆变速器弯扭振动特性,以某车辆变速器为研究对象,根据振动弯曲理论,建立变速器齿轮轴系弯扭振动数学模型;将不规则的变速器侧面箱体简化为质量均匀的薄板,基于薄板理论推导考虑传动轴系弯扭振动激励下的箱体振动方程;对传动轴弹性化处理后进行模态分析得到其振型函数,采用数值方法求解齿轮轴系和箱体的振动响应;分析箱体和齿轮轴系振动特性,并设计台架试验进行验证。结果表明:测点试验结果与计算结果的均方根值最大误差为32%,且振动趋势一致。研究结果可为探明车辆变速器弯扭振动传递机理与变速器动态可靠性研究提供理论基础。

外圈与轴承座配合间隙对齿轮-轴-轴承系统振动性能的影响

齿轮-轴-轴承系统是现代机械工业常用的传动机构。当轴承外圈与轴承座出现配合间隙时,传动系统会产生复杂的振动响应,使运行状态识别变得十分困难。建立了36自由度的齿轮-轴-配合间隙轴承系统动力学模型,该模型结合齿轮副系统和轴承系统,考虑了配合间隙引起的碰摩;并通过Hertz理论中的非线性接触和库仑摩擦模型计算了轴承外圈和轴承座之间的接触力。结果表明,当轴承外圈与轴承座之间产生配合间隙后,传动系统的时域响应受到轴承外滚道故障频率的调幅,配合间隙越大,调幅现象越严重;由于衰减次数的增加,响应频谱上出现齿轮副和轴承的超谐波频率,传动系统的超谐波响应被激发;随着轴承外圈配合间隙的增加,更高阶的超谐波响应会被激发。最后,通过实验验证了所建立模型和对既得结果分析的正确性。

计入箱体轴柔性的主减齿轮系统振动特性研究

主减齿轮系统是汽车变速器的重要传动部件,也是诱发箱体振动噪声的主要原因。为了准确预测内外动态激励下主减齿轮系统的振动特性,采用有限单元离散化建模方法,将箱体轴离散为轴段单元,建立其与输入、输出轴段单元、齿轮啮合单元和轴承单元耦合后的弯_扭_轴-摆全耦合动力学方程。模型综合考虑了箱体轴柔性、大重合度下斜齿轮时变啮合刚度以及静态传递误差激励的影响,并利用数值算法求解了系统的固有特性和振动响应特性。研究结果表明:计入箱体轴柔性后,系统的低阶固有频率略微降低,但增加了新的固有频率与振型;随着转速的增加,系统在主减齿轮啮合频率的1倍频和2倍频处出现了明显的阶次幅值,但其能量较小,当转速达到4900 r/min时,系统出现明显的共振响应;外界载荷的增大主要在非共振区导致振动幅值的增加;当选取不同的端面重合度与轴向重合度组合时,或在一定范围内增大轴向重合度时,可有效降低斜齿轮时变啮合刚度的波动,改善共振点附近的振动位移幅值。

齿轮-轴系耦合系统振动特性有限元分析

以某机组齿轮传动系统为研究对象,根据转子动力学基本理论和齿轮啮合原理,建立了某齿轮传动系统的齿轮-轴系耦合系统振动有限元模型。分别对该系统未耦合齿轮转子系统和齿轮-轴系耦合系统进行了弯曲模态和弯扭耦合模态进行了对比分析,分析了啮合刚度对耦合转子临界转速的影响。在此基础上,对未耦合和耦合齿轮系统进行了不平衡响应研究。研究结果为齿轮-轴系耦合系统的动力学设计提供了一定的理论参考。

斜齿轮–平行轴转子系统模态耦合特性分析

以一个两对斜齿轮耦合的三平行轴转子系统为研究对象,考虑静态传递误差、齿轮几何偏心的影响建立了全自由度通用齿轮啮合动力学模型,并考虑转子系统的影响,建立了平行轴系齿轮转子系统有限元模型,其中转子系统采用梁单元来模拟,齿轮之间的耦合作用通过啮合刚度矩阵和阻尼矩阵来模拟。通过修改啮合刚度矩阵研究了无耦合、单轴弯扭轴摆耦合、轴系弯弯耦合、轴系扭扭耦合、轴系弯扭耦合、轴系弯扭轴摆耦合的系统模态变化规律,采用模态应变能确定了系统各阶主导模态,研究结果可为齿轮及转子系统设计提供参考。

齿轮-轴系耦合系统动力学特性有限元分析

采用三维实体单元有限元法,建立了某齿轮-轴系耦合系统动力学有限元模型,计算了考虑齿轮啮合接触的齿轮系统的固有频率和模态,分析了内部激励作用下耦合系统的非线性动力响应,研究了耦合系统的位移、速度和加速度响应。结果表明,耦合系统的第1阶固有频率远高于齿轮传动系统的工作频率,耦合系统中出现了多阶派生耦合振型。功率频谱呈连续分布,转子系统呈现典型的非线性振动特征。系统位移的最大值出现在1阶固有频率附近,而速度和加速度的最大值出现在高阶固有频率附近。

基于工业机器人的齿轮轴磨削自动化系统设计与研究

现代工业生产中,齿轮轴磨削自动化程度还不是很高。针对这一问题,文章结合工业机器人的特点,提出了一个使用一台机器人为两台数控磨床进行上下料服务的自动上下料系统方案,并设计出了齿轮轴磨削自动化系统。该系统采用工业机器人、可编程控制器、工业组态软件等作为软硬件平台,以PLC为主控制器,协调工业机器人、数控磨床和料机的运动。该系统已应用到某齿轮加工企业中,减少了企业的用工成本,提高了企业的自动化程度和生产效率,产品质量和稳定性也得到大幅提高。

基于ANSYS的滚柱活齿减速器轴系的模态分析

在Pro/E中建立了滚柱活齿减速器轴系的三维实体装配模型,将该模型输出为IGS文件,并读入ANSYS;划分网格后,在Volume之间的接口上定义接触单元,同时,采用精度较高且计算规模又可以接受的单元网格划分方法,得到了网格划分图。应用Block Lanczos方法求出了滚柱活齿减速器轴系的固有频率和振型。模态分析的结果为产品的设计和改进奠定了理论基础。

五平行轴压缩机齿轮系统非线性动力学特性研究

齿轮啮合式多平行轴高端压缩机在现代能源装备中十分重要,具有效率高,造价低,结构紧凑优点,其重要特征是多个转子通过齿轮啮合而成,使得整个转子系统的动力学特性十分复杂,这也造成了齿轮非线性啮合特性会对机组工作性能产生明显的影响。以某五轴压缩机的齿轮系统为研究对象,建立考虑齿轮时变刚度,齿侧间隙以及齿轮啮合误差的系统动力学模型,并对建立的系统的模型进行了无量纲处理。利用数值分析方法计算分析了不同啮合频率以及不同负载作用下齿轮系统的响应特性及其复杂动力学行为。计算结果表明,由于轮齿间的啮合与冲击作用,齿轮系统会随着啮合频率的变化出现明显的非线性现象;通过控制负载可以减小齿轮的冲击现象,进而保证齿轮系统工作在特定的振动状态。

轴齿轮超声谐振振动系统设计

相对于传统的加工方法,超声研齿加工具有较高的效率和较好的齿面质量。依据一维波动理论,设计了一种普通变幅杆和带轴的锥齿轮组合形成的复合变幅杆,使其达到所需的谐振频率。然后通过有限元的方法对所设计的复合变幅杆与所选用的换能器组成的超声研齿系统进行分析,验证了理论设计方法的正确性。并在此超声研齿系统的基础上,从带轴的锥齿轮的结构出发,分析了锥齿轮部分结构参数的变化对轴齿轮超声研齿系统的谐振频率和振幅的影响规律,为轴齿轮超声加工系统的设计提供了依据。

某轻型雷达天线座结构设计及精度分析

根据系统的设计指标要求,选取方位-俯仰型、齿轮传动的结构形式。通过对系统载荷计算及座体精度分析,完成转台的结构设计工作。该座体精度高、体积小、重量轻、可靠性高,可满足实际需求。

自动盘车装置在周宁水电站的应用

盘车是水轮发电机组安装轴系找正的一道重要工序。介绍了几种常用的盘车装置及方法,并重点介绍自动盘车装置在周宁水电站机组安装中的应用,说明自动盘车装置的特点,可以在水电机组安装中推广使用。

风能发电机组结构件的失效分析与预防(待续) 第2讲 齿轮的失效分析与预防

齿轮(齿轴)是风能发电机组上非常重要的结构件。对齿轮的主要失效形式及其特征做了介绍。从齿轮正常服役时的受力特点、选材特点、工艺特点以及使用特点等几个方面论述了齿轮失效的内在原因和外部原因。结合实际案例分析,对经常失效的风能发电机组上齿轮(齿轴)的失效原因做了归纳,发现疲劳断裂和氢脆型断裂是其最常见的失效形式,材料的冶金质量是目前国产风能发电机组上齿轮(齿轴)发生失效的主要原因,提出了风能发电机组上齿轮(齿轴)失效的预防措施。

φ2.7×3.6m球磨机传动系统改造

针对φ2.7×3.6 m球磨机传动系统中存在的问题,从齿轮轴、联轴器和润滑方面提出改进措施,实践证明改造效果良好。

基于20GM定位模块的人字齿轴辊自动堆焊机控制系统

针对原始轴辊堆焊设备定位精度差、加工质量不稳定、堆焊效率低等缺陷,提出利用FX2N-20GM定位模块、FX2N系列PLC和步进电机组合的控制系统方案。实践表明,该控制系统能实现焊枪与轴辊联动控制,保证轴辊获得准确堆焊齿形,大大改善工作环境,提高加工效率。

基于Romax的数控插齿机驱动箱轴的力学分析

驱动箱传动系统作为数控插齿机的关键系统,其工作性能对整机性能有着至关重要的影响.本文基于Romax设计分析软件,建立了驱动箱传动系统的虚拟样机,并根据实际情况添加相关约束,在不同载荷工况下进行仿真.研究结果表明该数控插齿机驱动箱传动系统所用轴满足力学要求,同时为数控插齿机驱动箱传动系统后续设计和优化提供了理论依据.

质量不平衡对齿轮传动系统振动影响的数值分析

对于大型高速齿轮转子系统,质量不平衡会产生周期的离心惯性力,使系统产生振动,影响强度和寿命。基于MSC.ADAMS建立齿轮系统弯扭耦合振动模型,并考虑了啮合型耦合和转子动力型耦合两种情况,将齿轮做刚性化处理而轴做柔性化处理。采用多柔体动力学分析方法仿真得出齿轮在正常啮合和齿轮质量不平衡引起的转子涡动条件下的齿轮动态激励力和齿轮中心的涡动轨迹,以此进行分析比较,为齿轮箱动力学分析提供依据。在MSC.Patran中建立齿轮箱动力分析有限元模型,利用MSC.Nastran对齿轮箱进行瞬态动力学分析,得到齿轮正常啮合和质量不平衡引起的涡动两种工况下箱体的振动特性。

考虑轴线偏差的多平行轴齿轮动态啮合力分析

以某离心式压缩机齿轮-转子系统为研究对象,建立多平行齿轮轴ADAMS模型,从转速与啮合力两个方面验证了模型的有效性,并在考虑载荷以及偏差量的影响下针对轴线偏差故障进行了啮合力仿真分析。研究表明齿轮轴线平行度偏差对齿轮啮合力均值无明显影响,但引起其振动幅值的增大,加剧了非线性现象;负中心距偏差下啮合力振动幅值变大,正中心距偏差下啮合力振动幅值与载荷大小有关,但两种中心距偏差均没有引起啮合力频域成分和均值的明显变化。