行星传动系统振动信号数学模型及特征频率分析

在行星传动系统振动信号频谱中,存在类似于定轴齿轮传动系统故障信号的调制边带。为了研究行星齿轮传动系统的振动机理,深入研究行星齿轮啮合过程振动信号的传递特点,通过试验与仿真,分析验证了齿圈固定式行星齿轮箱振动信号受传递路径影响的变化规律,结合行星齿轮啮合过程中啮合力的周期性变化影响,推导了行星齿轮传动系统振动信号数学模型。通过仿真分析了两种不同结构类型行星齿轮传动系统振动信号的频谱特性,并分析了啮合频率周围调制边带产生的原因。最后进行了风电齿轮箱的现场测试,通过分析实测振动信号验证了所建立数学模型计算结果的正确性。     

基于虚拟样机技术的行星齿轮传动系统仿真分析

针对典型行星齿轮传动系统,建立其虚拟样机模型,并基于虚拟样机对传动机构进行运动学和动力学仿真分析。基于ADAMS建立了行星齿轮传动系统的虚拟样机模型,对于单排行星齿轮传动机构分为六种工作情况,对于每一种工况进行仿真分析,给定输入可以得到太阳轮与行星轮之间的啮合力和系统输出。在单排行星齿轮传动的基础上,建立三排行星齿轮传动机构的虚拟样机,并进行了仿真分析。通过对行星齿轮传动机构的仿真分析,可以为行星齿轮系统传动的稳定性和可靠性提供参考和依据。     

基于传动误差法的齿轮故障诊断技术研究

针对齿轮传动系统在复杂工况下轮齿齿面故障的精确诊断困难的问题,提出了基于传动误差法的齿轮故障诊断方法。齿轮轮齿的不同故障将引起系统瞬时传动比发生突变,从而影响齿轮传动系统传动误差的变化。基于传动误差法的齿轮故障诊断方法,通过测量和分析齿轮传动系统的传动误差信号,实现齿轮轮齿凸、凹两类故障的诊断。实验结果表明,该方法对轮齿故障敏感,能够有效地诊断出齿轮传动系统中齿轮存在的凸、凹两类故障。     

基于相位调谐的行星齿轮系统振动抑制技术的试验研究

基于相位调谐理论的研究重点,设计并制造了两组具有不同啮合相位特征的30 k W单级人字齿行星齿轮传动系统。通过对比试验的方法,在相同的工况下采集两组系统的振动和噪声信号,并将得到的数据经过处理分析,从而对"基于相位调谐的行星齿轮系统振动抑制技术"的减振降噪的有效性进行验证。结果表明,通过相位调谐理论可以有效地减小行星齿轮传动系统中轮齿啮合产生的振动及噪声。     

基于虚拟仪器的齿轮振动信号分析系统

介绍了基于Labview平台齿轮振动信号采集、分析处理系统,设计开发了适合齿轮振动特点的虚拟仪器系统,对采集的粉末冶金齿轮和38CrMoAl刚性齿轮信号进行实时分析处理,建立了对齿轮传动系统进行监测和诊断的有效方式.     

船用行星人字齿轮传动相位调谐减振设计

在大功率船舶传动系统中,越来越多地采用行星人字齿轮传动。为了满足现代船舶对传动系统的噪声要求,开展行星人字齿轮传动系统的减振设计不但具有实用价值,而且具有理论意义。针对某舰船动力系统中的行星人字齿轮传动,建立了太阳轮与行星轮之间的动态啮合力的解析表达式,得出了行星人字齿轮系统的太阳轮齿数、行星轮齿数及个数与啮合频率激励引起的振动之间的耦合规律。基于时变啮合刚度激励引起的振动方式与传动系统固有振动模式之间的对应关系,提出了通过合理设计行星人字齿轮传动的基本参数来实现对系统扭转振动进行抑制的相位调谐减振设计方法,并借助数值算例验证了该方法能够抑制中心构件扭转共振。     

基于Labview齿轮振动信号分析系统

介绍基于Labview平台齿轮振动信号采集、分析处理系统,重点叙述在Labview7.0图形化编程开发环境中,设计开发了适合齿轮振动特点的虚拟仪器系统,对采集的信号进行实时分析处理,从而对齿轮传动系统进行监测和诊断。     

系统参数配置对多级行星齿轮传动可靠性的影响

通过对行星齿轮传动的运动学及力学分析,结合可靠性设计及威布尔分布理论,建立了以输入构件转速和转矩为变量的构件负载与寿命关系表达式,并基于系统可靠度的乘积定律,结合Savage M单级行星齿轮传动的可靠性模型,建立了典型的两级行星齿轮传动的可靠性模型.结合实例,研究了负载、传动比分配、太阳轮、行星轮个数等因素对传动系统可靠性的影响,通过对比分析,表明合理地配置系统参数可使传动系统获得较大的可靠度.该研究可为多级行星齿轮传动的可靠性优化设计提供指导.     

液压绞车行星传动系统的优化设计

行星传动系统是液压绞车动力传动系统的主要部分,与普通定轴齿轮传动相比,具有质量轻、体积小、传动比大以及传动平稳和传动效率高等优点。以液压绞车行星传动系统为例,提出了一种基于优化设计理论的行星传动系统设计方法,构建了行星传动系统的优化设计模型,运用Matlab优化设计工具箱,对行星传动系统的数学模型进行求解,经过对优化结果的综合分析,最终确定了较优的设计方案。结果表明,经过优化设计后的行星传动系统设计不但节省了原材料及制造成本,结构更为紧凑,同时也提高了液压绞车的综合性能,缩短了设计周期,对一般齿轮传动及减速器的优化设计提供了一个参考。     

基于时域同步平均与LabVIEW的行星齿轮箱信号预处理方法

行星齿轮传动相对于定轴齿轮传动,结构更加复杂,由太阳轮、行星轮、行星架和内齿圈构成。其结构特点致使其振动信号的信噪较小,对振动故障特征提取带来困扰。以行星齿轮箱实验平台为测试对象,采集了行星轮断齿故障的振动信号,通过时域同步平均的算法处理后的信号与原始信号对比,结合LabVIEW软件平台,验证了时域同步平均算法在行星轮断齿故障状态下的可行性。     

基于LMS Virtual.Lab Motion的行星齿轮动力学建模及仿真

为获取准确的3K型行星齿轮传动系统轮对啮合力和齿轮传递转矩。基于3K型行星齿轮传动系统拓扑结构分析,建立平移-扭转耦合动力学模型;分析各构件间相对位移关系,确定动力学数学模型。以某3K型行星齿轮传动系统为研究对象在LMS Virtual.Lab Motion平台上进行实例仿真分析;验证平移-扭转耦合动力学模型和仿真方法的合理性;仿真结果为进一步研究系统的疲劳、振动、噪声提供动态输入。     

双内啮合行星齿轮传动设计与试验研究

从传统行星齿轮传动技术的基础入手,对双内啮合行星齿轮传动进行了分析与研究。双内啮合行星齿轮传动具有结构紧凑,零件数少,功率密度高,安装条件简单,齿形配置自由,传动效率高等优点。基于相对速度法,研究分析了双内啮合齿轮传动各构件的转速关系。在匀速转动条件下,分析了双内啮合齿轮传动各构件受力情况和特点。根据双内啮合齿轮传动的特点,对行星轮的支撑结构进行了设计。基于转换机构法,对双内啮合行星齿轮传动的传动效率和基本啮合效率进行了分析。搭建双内啮合行星齿轮传动效率测试平台,测试了其传动效率在91%以上,验证了双内啮合行星齿轮传动基本啮合效率非常高。     

双行星齿轮传动系统运动学分析与仿真

结合双行星齿轮传动系统结构较为复杂的特点,用矩阵算法对双行星齿轮进行运动学分析。将双行星齿轮传动系统的运动参数方程矩阵化,利用计算机软件matlab对其矩阵方程进行求解,得到双行星齿轮传动系统各构件的运动参数。根据双行星齿轮的结构,运用三维设计软件Inventor建立零部件虚拟模型并装配,然后进行仿真,最终得到各构件的仿真参数。仿真结果与计算结果一致,验证了计算结果的正确性。此方法简化计算过程,节省时间,提高准确性,对于此类双行星齿轮传动的复杂系统的处理具有明显的优越性。     

基于HOC的故障诊断虚拟仪器系统研究

机械故障诊断仍是当今研究的一个热点,虚拟仪器技术的迅速发展,将故障诊断与电子测试技术结合起来,这是现代故障诊断技术发展的重要趋势.本文介绍了现代信号处理理论高阶累积量(HOC),并将其引入到虚拟仪器的信号分析处理之中,对机械齿轮传动系统的故障进行了特征提取和分析,以VC 软件开发平台为基础,结合MATLAB语言研制和开发出了机械故障诊断的虚拟仪器系统,设计了各种功能模块,包括机械振动信号的采集、分析处理和机械系统故障诊断等,实现了基于HOC故障诊断的虚拟仪器系统.     

爬楼梯轮椅翻转爬升传动系统设计与仿真分析

设计了一种应用于星轮式爬楼梯轮椅的差动行星齿轮翻转爬升传动系统,并根据翻转爬升传动系统在爬楼梯轮椅中空间尺寸限制及爬楼梯性能要求,完成了传动比要求下各轮齿数的分配;同时为改善传动质量,对齿轮齿形参数进行了修正。采用SolidWorks软件建立了其三维实体模型,并利用SolidWorks Motion对行星齿轮传动以碰撞接触进行仿真分析,验证各轮齿传动及啮合情况,将SolidWorks Motion的输出结果输入到SolidWorks Simulation中,对输出中心齿轮轮齿进行有限元分析,验证其满足承载能力要求,也为进一步优化结构设计提供了理论依据。     

基于小波包能量谱和Hilbert包络分析的行星齿轮故障诊断

行星齿轮啮合振动信号噪声干扰大,难以诊断齿轮的故障。提出一种基于扭转振动信号的行星齿轮故障诊断方法。结合小波包能量谱和Hilbert包络分析用于轴系扭转振动信号进行识别行星齿轮的早期故障。将这种方法应用于行星齿轮箱在行星齿轮磨损和行星齿轮出现断齿故障状态下采集到的实际故障行星齿轮扭转振动信号,发现这种方法能识别两种状态下的行星齿轮故障特征。将小波包能量谱和Hilbert包络分析应用于两种故障状态下的横向振动信号,发现行星齿轮磨损故障不能准确识别。实验结果表明新方法对行星齿轮早期故障的识别更敏感、准确。     

钢/塑齿轮组合行星传动的振动特性

为了深入了解钢质行星齿轮传动系统引入塑料齿轮后的振动特性,建立钢/塑齿轮组合行星传动的动力学分析模型和试验模型,对SNS、SSS、SSN和NSS四种钢/塑齿轮组合行星传动的振动特性进行理论分析与试验研究,分析组合方式对行星传动振动特性的影响。数值仿真与试验研究结果表明:塑料齿轮的引入对行星齿轮传动的振动特性影响很大,显著地减小了太阳轮与行星轮和内齿圈与行星轮的啮合动载荷;有效地抑制了行星齿轮传动的齿轮啮合频带振动和高频带振动;组合方式对行星齿轮传动的振动特性影响显著,合理地采用钢/塑齿轮组合行星传动结构可以极大地降低啮合动载荷,从而有效地抑制传动系统的振动和噪声。     

新型行星锥齿轮无级变速传动机构参数优化

通过对环锥行星无级变速传动系统进行结构改进,在分析新型行星锥齿轮无级变速传动系统调速原理的基础上,提出以变速比最大为优化目标,并以圆锥齿轮传动不发生根切、重合度及模数等为约束条件,建立结构参数优化设计数学模型,应用外点惩罚函数法在MATLAB优化工具箱中进行求解,获得了较为理想的机构参数,并利用机构参数优化结果验证了该新型锥齿轮无级变速传动系统的调速性能和传动效率均优于原环锥行星无级变速传动系统.     

基于神经网络的齿轮故障诊断专家系统

基于齿轮典型故障机理及其信号特征,采用时域、幅值域与频谱分析相结合的诊断方法,建立了齿轮故障诊断神经网络模型,试验验证模型诊断结果具有较高准确性。基于Windows平台和Visual C＋＋语言,开发了基于神经网络的齿轮故障诊断专家系统,将传统的时频信号分析理论与现代小波分析、神经网络和专家系统技术融入齿轮故障诊断之中,形成一个更加完善基于神经网络的齿轮故障诊断专家系统。     

行星齿轮传动系统的振动能量分析

基于2K-H直齿行星齿轮传动的平移-扭转耦合模型,建立了行星齿轮传动系统的振动能量公式,分析得出了行星轮系参数灵敏度与振动能量的关系;以包含4个行星轮的行星轮系为例,在内齿圈固定的工作情况下,对行星齿轮传动的振动动能与振动势能进行了计算。经分析得知,行星齿轮传动的振动能量主要以振动势能为主,从各构件振动能量随振动阶次的变化情况可得出行星齿轮传动参数对特征值的影响规律。