弹性支承下弧齿锥齿轮实验台设计及其动态特性分析

现代航空发动机大多采用弹性支承,为了掌握弹性支承对弧齿锥齿轮传动的动态特性影响规律,需要开展弹性支承下弧齿锥齿轮的实验研究.设计并搭建了弧齿锥齿轮实验台,采用挠性套筒与刚性套筒相结合实现弹性支承刚度的连续变化,避免了拆卸转子造成的锥齿轮副安装位置的变化.建立了弹性支承下弧齿锥齿轮实验台的振动方程,并对齿轮副啮合刚度进行了数值计算,获得了啮合刚度的回归公式.针对不同外激励频率和支承刚度,计算了齿轮轴心振动位移和振动速度,得出在ω=2 300 Hz时主动齿轮振动最大的结论,为进一步的实验研究奠定了基础.     

动态计入齿轮啮合力的弧齿锥齿转子系统振...

要用传递矩矩阵法,建立了动态计入齿轮啮合力的弧齿锥齿轮转子系统的振动分析模型,在弧齿锥齿轮转子系统中,轮齿啮合力与弧齿锥齿轮的自身动态状态密切相关,同时,它又是起弧齿锥齿轮啮合改变的主要因素之一。因此动态计入轮齿轮合力是正确分析轮齿啮合状态的必要条件,本文所提出的动态计入轮齿啮合力的方法,可广泛地用于各种齿轮转子系统的振动分析中。     

弧齿锥齿轮传动系统的耦合振动分析

基于集中参数理论，建立了弧齿锥齿轮的多自由度弯曲-扭转-轴向移动-扭摆等耦合振动的三维空间动力学模型。模型中考虑了传动轴和轴承的弹性变形以及齿轮的啮合刚度激励、误差激励和啮合冲击激励。在此基础上，对弧齿锥齿轮传动系统的动态响应进行了数值仿真分析，得到系统的动态响应。     

大兆瓦级风电齿轮箱耦合动态特性及结构噪声分析

风电齿轮箱是风电机组的重要组成部分,其动态性能的好坏直接影响整个机组的性能。建立了具有两级行星加一级平行轴齿轮传动的大兆瓦级风电齿轮箱齿轮-传动轴-轴承-箱体系统耦合非线性动力学有限元模型,采用Lanczos法对齿轮箱系统进行耦合模态分析。在综合考虑直斜齿轮时变啮合刚度、齿轮误差及齿轮啮合冲击等内部激励因素综合作用影响下,运用直接积分法对整个风电齿轮箱系统进行了动态响应求解,从而获得齿轮箱各点的振动位移、速度及加速度动态评价指标,并且对系统结构噪声进行了分析。研究结果可为大兆瓦级风电齿轮箱的动态性能优化提供参考。     

基于啮合特性的弧齿锥齿轮动力学研究

为了改善弧齿锥齿轮的振动特性,通过轮齿承载接触分析计算时变啮合刚度激励;再根据轮齿接触分析、载荷分配系数和啮合冲击模型近似计算出啮入冲击激励。应用集中质量法建立弧齿锥齿轮弯-扭-轴耦合的8自由度动力学模型。推导其运动微分方程,并进行了消除刚体位移和量纲归一化处理。采用变步长四阶龙格-库塔法(Runge-Kutta)求解,从而得到系统的振动响应。分析了传动误差幅值和重合度对齿轮副振动的影响。结果表明,传动误差的增大,振动也随之增大,增大设计重合度,能够减小振动。     

大功率循环泵行星齿轮箱耦合动态特性分析

综合考虑齿轮时变啮合刚度及轮齿误差等内部激励作用下,建立了某大功率循环泵行星齿轮箱齿轮-传动轴-轴承-箱体系统耦合动力学模型。对齿轮箱系统有限元模型进行耦合模态分析,采用模态叠加法对齿轮箱的动态响应进行求解,得出齿轮箱各点振动位移和速度时频域响应历程,为大功率循环泵行星齿轮箱系统的动态性能优化提供了理论依据。     

内外激励下高速列车齿轮箱箱体动态响应分析

对高速列车齿轮箱箱体结构的动态响应特性进行分析。对齿轮传动系统内部和外部动态激励进行数值模拟,建立考虑轮齿啮合的高速列车动力车整车动力学模型,内部激励主要考虑齿轮的时变啮合刚度、轮齿啮合阻尼和传递误差,外部激励主要考虑异步电动机的谐波转矩和轨道激励,得到恒功率牵引工况下齿轮传动系统的动态载荷。建立齿轮箱箱体的有限元模型,利用直接积分法分析动态载荷作用下箱体的动态响应,并针对相关频率进行谐响应分析。结果表明,考虑轮齿啮合才能得到齿轮传动系统的高频振动,箱体结构能够满足正常的运营需求,异步电动机谐波转矩频率和齿轮啮合频率在箱体动态响应的主频中都有体现,在箱体结构设计时,应注意箱体自身模态频率与外界频率的错开,以免发生共振。     

含间隙和时变啮合刚度的弧齿锥齿轮传动系统非线性振动特性研究

齿面侧隙和时变啮合刚度等因素的存在,将导致弧齿锥齿轮传动系统在工作过程中呈现典型的非线性特性;置于转子上的弧齿锥齿轮传动系统被等效处理为8自由度动力学模型,借助动态相对传动误差,使两轮转动自由度合并,建立了7自由度的非线性振动方程。采用A算符算法获得了不同工况下弧齿锥齿轮系统的扭转、横向及轴向的振动位移和速度,发现随着啮合频率的变化,系统经倍周期分岔进入混沌,而随着支承刚度的变化,系统经拟周期分岔进入混沌振动,在啮合频率的变化过程中,系统存在跳跃现象。     

追求理想的齿轮“接触区”

弧齿锥齿轮副的接触区和齿面接触分析运动曲线是弧齿锥齿轮副重要的质量指标,弧齿锥齿轮接触区的位置、形状和大小影响着弧齿锥齿轮的强度和寿命,齿面接触分析运动曲线的形状影响着齿轮副的啮合噪声。作为弧齿锥齿轮的制造者,总是在追求比较理想的接触区位置、形状、大小及啮合噪声。质量控制者和用户也是按接触区和啮合噪声的标准来判别弧齿锥齿轮副合格与否。如何选用铣齿机床和主、从动齿轮的铣齿方法以获得理想的接触区和齿面接触分析运动曲线是值得弧齿锥齿轮制造者关注的问题。     

弧齿锥齿轮传动系统动态特性研究

基于集中质量法建立了弧齿锥齿轮8自由度弯-轴-扭三维空间动力学模型.模型中考虑了啮合刚度的时变性、几何传递误差的非线性、齿轮副间隙及轴承刚度的非线性.利用齿面接触分析与齿面承载接触分析求出几何传递误差与轮齿综合啮合刚度,利用轴承变形理论求出系统非线性支承刚度,使用Runge-Kutta法对传动系统进行动态响应求解,并研究了这些因素对弧齿锥齿轮振动的影响.结果表明:几何传递误差是影响齿轮振动的最主要因素,由啮合刚度变化引起的一系列振动受转速与负载的影响较大.     

1.5兆瓦风电增速齿轮箱静动力有限元分析

建立了风电增速齿轮箱的静动力有限元分析模型,应用ANSYS软件对箱体进行静力分析,得出了箱体的应力和位移云图;综合考虑齿轮刚度激励、误差激励及啮合冲击激励,采用三维动力接触有限元法求得了增速箱内部动态激励,并对增速齿轮箱的振动模态以及动态响应进行了仿真分析.     

风力发电机组齿轮系统内部动态激励和响应分析

齿轮的啮合动态激励是齿轮系统产生振动和噪声的基本原因,齿轮系统在内部动态激励下的响应分析,对齿轮系统的设计和使用具有重要的意义。建立了考虑齿轮箱内部激励时的有限元动力分析微分方程,通过计算1.5MW风力发电机增速箱在刚度激励和误差激励作用下的动态响应,进而得出增速箱的振动烈度。     

增速箱系统固有特性和动态响应分析

增速箱系统包括箱体和传动系统。构造了增速箱系统实体模型，采用自由网络划分和映射网格划分方法建立了系统动力分析有限元模型，应用三维接触有限元法求得齿轮啮合动态激励，在工作站上用I－DEAS软件研究了增速箱系统的固有特性和动态响应。     

风电齿轮箱动态响应分析及实验测量

运用达朗伯原理建立了风电齿轮箱传动系统的纯扭转集中参数动力学模型,箱体模型采用有限元法建立,通过作用在箱体支撑孔上的轴承力建立了齿轮箱动力学模型.采用龙格-库塔法求解了传动系统的轮齿动态啮合力,计算了箱体在动态啮合力作用下的振动响应.同时对齿轮箱进行了实验测量,并把测量得到的齿轮箱振动响应数据和模型计算的结果进行了对比,验证了模型的正确性.通过这些分析,为风电齿轮箱动态设计中减少振动噪声、提高承载能力与可靠性奠定了基础.     

基于刚柔耦合的行星齿轮减速器减振降噪研究

针对某精密行星齿轮减速器的振动噪声问题,通过Romax Designer软件建立刚柔耦合动力学模型;并对减速器箱体进行模态分析,提取箱体的前六阶约束模态振型和固有频率,确定产生噪声的共振频率点;同时分析了齿轮传动误差、齿轮时变啮合刚度等激励的特性.提出通过齿轮修形降低减速器内部动态激励进而减小振动和噪声的方法,并使用L...     

双圆弧弧齿锥齿轮的精确建模及其弯曲强度的有限元分析

利用切齿啮合过程中得到的实际包络的双圆弧弧齿锥齿轮齿面方程,通过三维CAD软件绘制了双圆弧弧齿锥齿轮的实际加工齿面,进而通过此曲面得到了实际加工后的双圆弧弧齿锥齿轮轮齿的三维实体模型。利用CAD软件与有限元分析软件的接口,将所建立轮齿的实体模型导入有限元分析软件,对其进行网格划分。最后对得到的有限元模型施加三组载荷,进行了双圆弧弧齿锥齿轮齿根弯曲应力的有限元分析计算。     

圆锥滚子轴承预紧力对变速器啸叫噪声的影响分析

基于仿真分析和实验方法研究了轴承预紧力对汽车变速器啸叫噪声的影响,建立了六挡机械式变速器动力学仿真模型,分析了副轴-后轴承采用不同的预紧力对系统动力学性能的影响,主要考察了传动误差激励、动态啮合力和轴承力变化,获得了不同的箱体动态响应。利用阶次跟踪方法进行实验,分析了不同预紧条件下的振动加速度和声压级水平。结果表明：采用合理的预紧力时,增大轴承刚度有助于抑制变速器啸叫噪声的产生,仿真分析与实验结论一致。     

超声激励下弧齿锥齿轮研齿系统动态研磨力分析

在综合考虑超声激励和齿面几何传动误差激励的情况下，建立了有间隙的两自由度周向振动的弧齿锥齿轮研齿动力学模型，得到了齿面间动态研磨力的计算公式。通过算例分析表明，与普通研齿效果对比，超声激励增大了齿面间的动态研磨力，使齿面在啮合过程中出现了碰撞，当超声激励振幅值为16．5N·m时，超声研齿系统由周期运动进入到混沌状态。     

弧齿锥齿轮传动的稳态本体温度场分析

针对弧齿锥齿轮几何学的复杂性,基于传热学理论,提出了一种计算弧齿锥齿轮稳态体温度场的数学模型,用三维8节点有限元讨论了弧齿锥齿轮轮齿的有限元网络划分。作者用变分原理研究了弧齿锥齿轮稳态本体温度场的泛函和计算啮合齿面上摩擦输入热的方法,从而把求解弧齿锥齿轮稳态本体温度场归结为求解一组线性代数方程组。给出了一个算例,并讨论了诸种因素（如热物性参数,几何参数和工况条件等）对弧齿锥齿轮稳态本体温度场的影响。本文的计算结是要与文献[5]给出的弧齿锥齿轮稳态本体温度场相符合,表明了作者所提出的方法是一种合理的和有效的方法。