风电齿轮箱直齿轮传动系统动态特性影响分析

综合考虑齿轮啮合刚度、齿侧间隙、齿轮啮合误差以及外部激励等多种非线性因素对齿轮传动系统动态特性的影响,建立风电齿轮箱传动系统高速级直齿轮传动的纯扭转非线性动力学模型,用拉格朗日方程推导了传动系统的振动微分方程。采用Runge-Kutta法对直齿轮系统非线性动力学模型进行求解,得到传动系统的时域波形、频谱图和相位图。定量给出齿轮转速、齿侧间隙等参数变化对齿轮传动系统动态特性的影响。结果表明:随着转速和齿侧间隙的增大,传动系统的振动幅值明显增大,系统的振动加剧。为风电齿轮箱传动系统的固有特性,动态响应等动力学特性奠定了一定的基础。     

液压缸驱动下叶片辊轧机传动系统动力学特性北大核心CSCD

为了分析液压缸非线性动力学特性对叶片辊轧机传动系统振动的影响,建立了液压缸与叶片辊轧机传动系统耦合振动模型,考虑载荷作用下齿条基体产生弹性变形,推导出上轧辊二级齿轮-齿条时变啮合刚度,采用Runge-Kutta法求得了系统动力学特性,研究了无杆腔的初始有效长度、齿轮-齿条啮合刚度等参数对辊轧机传动系统的动力学特性的影响。分析表明,无杆腔的初始有效长度的增加,使系统逐步由周期运动进入倍周期运动,最终转为混沌运动;此外,齿轮-齿条啮合刚度引起上轧辊一级齿轮以及上轧辊二级齿轮-齿条的振动位移在初始时刻产生一定的波动,而对下轧辊一级齿轮的运动状态影响较小。     

啮合阻尼对人字齿行星齿轮传动系统均载特性影响分析

采用集中参数法建立人字齿行星齿轮传动系统纯扭转非线性动力学模型,考虑时变啮合刚度、齿侧间隙、综合传动误差等激励对振动特性的影响。采用Runge-Kutta法对系统动力学方程组进行数值迭代求解,获得系统的稳态响应。相图借助庞加莱截面技术、频谱分析等手段分析系统的非线性响应形态,研究啮合阻尼对系统动态特性的影响。结果表明：人字齿轮传动系统在多源激励因素作用下表现出丰富的非线性动力学特性;适当增大啮合阻尼,系统由混沌运动状态转化为周期运动状态,系统的振动减弱,稳定性增强。     

激励因素对人字齿行星齿轮系统动态特性的影响

为研究激励因素对人字齿行星齿轮传动系统动载稳定性的影响,综合考虑阻尼、时变啮合刚度、齿侧间隙和综合传动误差等激励参数,建立人字齿行星齿轮系统的纯扭转动力学模型。采用Runge-Kutta法进行数值求解;分析在不同啮合频率下,阻尼比、刚度波动系数和综合啮合误差等参数对系统内、外啮合副动载特性的影响;采用三维速度-频率扫描瀑布图、相图和Poincaré映射分析外啮合动载系数突出值。结果表明：内啮合具有更好的振动稳定性和均载性能;当阻尼比增大时动载系数总体呈减小趋势,动载系数随着刚度波动系数和综合啮合误差增大发生失稳现象,波动较剧烈;对动载突变的激励因素值分析,观测到超谐波共振现象;在临界转速时系统处于拟二倍周期振动状态,表明系统在给定区间内处于收敛状态。     

基于分形理论的粗糙齿面齿轮动力学研究

为研究齿面微观误差对齿轮动力学特性的影响,基于分形理论对粗糙表面进行分形表征。结合时变啮合刚度、静态传递误差以及齿面摩擦等因素,建立计及粗糙齿面的齿轮非线性动力学模型,研究齿面粗糙度、齿面摩擦及工况对齿轮动力学特性的影响。结果表明：粗糙度增大时,齿轮传动系统的动态传递误差增大,振动稳定性降低,动态性能逐步恶化;齿面摩擦会使齿轮副的动态传递误差和振动位移都增大,且摩擦对垂直啮合线方向的振动特性影响更明显;粗糙度对齿轮动力学特性的影响随工况变化而改变,结合工况合理地进行齿面精度设计,有利于进一步平衡加工成本与传动质量之间的问题。     

调制激励下直齿传动系统动力学特性分析

由于加工误差、装配误差等因素的影响,在实际测试中,齿轮传动系统的振动信号频谱在其啮合频率及其倍频程周围均会出现边频带。该文将时变啮合刚度与传动误差简化为调幅-调频调制的傅里叶级数。在此基础上,建立了一个无量纲的5自由度的齿轮传动系统集中参数模型。数值仿真结果表明,调制激励下系统幅-频响应曲线跳跃早于非调制激励;调制激励下系统响应频谱中啮合频率及其倍频附近出现明显的边频带。     

考虑力矩波动的机器人关节用齿轮副动力学研究

为揭示作用于齿轮副输入输出端扭矩波动对其动态特性的影响规律,以一对直齿圆柱齿轮为研究对象,考虑时变啮合刚度、静态传动误差,构建其六自由度动力学模型。考虑齿轮副驱动扭矩及负载扭矩的波动特性,利用数值算法获得动态传动误差、线性振动位移等振动响应。进一步地,研究静态传动误差、转速、扭矩波动相角等参数对振动响应的影响规律。结果表明:动态传动误差的峰谷值随着静态传动误差、转速及扭矩波动相角的增大而增大;而扭矩以正弦形式波动时,可在一定程度上降低动态传动误差的峰谷值;线性振动位移随波动幅值增大而增大。     

基于LTCA的高速齿轮传动系统非线性动态特性分析

为研究高速齿轮传动系统的动态特性问题,建立了考虑时变啮合刚度激励、误差等因素的非线性弯-扭耦合动力学模型。采用承载接触仿真(LTCA)方法,结合当量误差啮合理论,计算了模型中的时变啮合刚度和啮合误差激励条件。利用数值方法求解得到系统的动态响应特性。结果表明:在时变啮合刚度和啮合误差激励因素影响下,系统表现出很强的非线性特性;转速从7000r/min变化到15000r/min时,时间历程一直表现为非周期变化;增大轮齿啮合刚度和提高加工精度等级可改善动态响应特性。为高速齿轮传动系统的动态稳定性设计提供理论基础。     

叶片辊轧机传动系统动力学特性仿真与分析

叶片辊轧机传动系统动力学特性是决定叶片加工质量的关键性能之一。基于虚拟样机技术,采用Pro/E建立辊轧机传动系统三维模型,再将其导入RecurDyn中进行动力学仿真,模型中设置各齿轮、齿轮与齿条间为赫兹接触模型,并以轧辊与叶片间的非线性辊轧力作为模型激励载荷,对传动系统的动态特性进行仿真分析。结果表明:传动系统中,轧辊齿轮-齿条、轧辊齿轮-齿轮以及油缸齿轮-齿条之间的接触力曲线均呈现周期性波动;旋转油缸运动过程中,瞬时速度变化周期与大齿轮及侧齿轮的啮合周期相关;上下轧辊齿轮转速平稳,但在轧辊旋转方向改变瞬间,速度存在冲击现象;运动过程中,上、下轧辊角速度变化趋势与旋转油缸角速度变化趋势基本相同。研究结果为优化叶片辊轧机传动系统结构提供了理论依据。     

啮合刚度及啮合阻尼对齿轮振动影响的研究

采用集中质量法建立了齿轮传动系统的动力学模型,并通过解析法对模型进行求解,研究齿轮传动系统的啮合刚度和啮合阻尼对齿轮传动时产生的振动影响.结果表明,提高啮合刚度、增大啮合阻尼都能有效地降低齿轮传动时产生的振动和噪声.为齿轮传动系统实现减振降噪提出了可行的优化措施.     

风电机组行星传动柔性齿圈变形特点分析

以风力发电机行星传动系统为研究对象,为揭示齿圈变形特点,将齿圈离散为多段刚性轮齿段,对每两轮齿段用理论长度为零的双向扭转弹簧及铰链连接。在行星架随动坐标系下,综合考虑支撑刚度、齿轮啮合时变刚度和齿圈柔性,建立了风力发电机行星传动系统刚-柔耦合动力学模型。分析各构件间的相对运动微位移及齿圈的受力情况,运用牛顿力学推出动力学方程;基于所建模型,分别讨论了不同扭簧扭转刚度、负载力矩、支撑点处径向支撑刚度和周向支撑刚度条件,得到了齿圈的变形特点。该结果可为风力发电机行星传动的设计提供参考。     

风电行星轮系动态传动误差计算与分析

风电齿轮箱内的行星齿轮系在运行过程中产生的传动误差分析困难。为解决此问题,考虑行星齿轮系的实际工况,利用三维绘图软件建立多间隙的行星齿轮系非线性有限元模型。采用显式动力学求解方法,结合非线性动力学软件及齿轮啮合原理,讨论风电行星轮系在不同转速和负载时的动态传动误差曲线的变化规律。结果表明:时变啮合刚度和动态传动误差之间有一定的关联;行星轮系的动态传动误差与行星轮的动态传动误差存在差异。通过仿真证明了齿轮啮合刚度和传动误差对风电齿轮箱内的行星齿轮系运行过程有影响,实际应用中采用修边齿轮。     

基于刚度矩阵单元的斜齿轮传动系统耦合振动有限元分析

推导了斜齿轮传动系统的轮齿啮合刚度矩阵;以及传动轴及支承的弹性变形,利用有限元法建立了考虑轮齿啮合刚度的斜齿轮传动系统的弯-扭-轴-摆耦合振动模型;计算了系统的耦合振动固有模态,并分析了轮齿啮合刚度及轴承支承刚度对系统动态特性的影响。     

直驱式回转工作台传动性能分析

针对精密卧式加工中心性能不断提升需求,对其回转工作台的传动精度、快速响应特性、加工稳定性等提出更高要求,通过建立精密回转工作台动力学模型,计算系统在扭转振动、时变啮合刚度、误差激励等因素作用下的动态响应,分析系统动态特性。同时建立其传动精度模型,计算传动系统在各误差因素作用下系统传动精度。研究表明:传动系统在高速输入情况下振动情况良好,传动系统可以获得很高的动态响应性能;其定位精度与重复定位精度均满足设计要求,系统可以获得良好的传动精度。     

基于轮齿承载接触分析的摆线针轮动力学建模

为计算并分析N型摆线针轮少齿差传动结构的传动性能，基于轮齿承载接触分析(LTCA)确定系统时变啮合间隙和时变扭转刚度，考虑摆线针轮旋转位移的影响，基于集中参数法建立系统六自由度(DOF)非线性动力学分析模型。基于牛顿第二运动定律确定的运动学平衡原理，建立系统动力学平衡方程，采用四阶龙格库塔法求解系统的动态响应，计算并分析不同齿廓修形算例下的整机传动误差，并对比同参数下设置的ADMAS仿真结果。结果表明：随着啮合间隙的增大，传动误差数值与波动幅值增大，减速器的稳定性降低，同时传动误差最大值与ADMAS仿真结果吻合性较好。     

数控龙门镗铣床主传动系统扭转动力学分析

考虑系统的扭转振动作用,利用Lagrance法建立XK(H)2740数控龙门镗铣床主传动系统的扭转动力学模型.采用MATLAB软件计算了在时变啮合刚度和误差激励下主传动系统的动态响应,验证了主传动系统的动态特性,为机床主传动系统的动态性能优化提供了理论依据.     

线材轧机粗轧机组后飞剪设计实践

介绍了邯钢三轧厂在线材轧机粗轧机组后的飞剪设计中,采用了硬齿面齿轮传动,零侧隙啮合液压缸锁紧与横移及简便实用的剪刃间隙调整机械,并介绍了该飞剪的使用效果及优缺点。     

考虑磨损的3z-Ⅱ型行星轮系传动误差特性研究

传动误差作为行星齿轮传动重要的性能参数之一，反映了工作时的精度问题，而长时间工作造成的齿面磨损会影响传动精度。针对该问题，以3z-Ⅱ型行星传动为研究对象，考虑齿轮固有误差以及各零件的安装误差建立整个传动系统的传动误差模型，并利用概率分析及蒙特卡罗方法进行模拟计算，得到接近实际的理论传动误差模型。基于Archard磨损模型，结合赫兹接触模型，建立齿轮的磨损模型。得到各个齿轮的齿面磨损深度，将各个齿轮的磨损深度等效为齿廓误差，建立基于齿面磨损的传动误差模型。对两个模型的仿真结果对比分析，考虑磨损时，整个传动系统的传动误差有所增加，传动误差集中在-0.42′～3.75′,平均值为1.71′;相比无磨损时，正向传动误差增大，负值降低。     

一种新型椭圆齿轮马达的动力学分析

为了增大非圆齿轮马达的排量,平衡马达的径向力,提出了6-8阶低速大扭矩椭圆齿轮马达。从椭圆齿轮的传动特性出发,得到了该椭圆齿轮系统的建模过程,绘制出了该非圆行星齿轮系统中各个齿轮的节曲线以及齿廓图形。在分析各个激振参数,并考虑了行星齿轮系统中各啮合齿轮的时变啮和刚度,啮合相位及齿轮副间隙的基础上,建立了椭圆行星齿轮系统的的动力学方程,并得出了系统的动态响应。动力学模型建立与求解的方法对于一般的非圆行星齿轮系统的动力学分析具有普遍适用的意义。     

考虑齿廓修形直齿轮传动系统动态响应数值分析

计算不同修形量下直齿轮时变啮合刚度及静态传递误差等参数,建立单级齿轮副动力学模型,分析齿轮系统在不同修形量下动态响应特性。研究发现,采用变增量逼近的方法能很好的求取非标准渐开线齿轮啮合过程中啮合点的位置。动态传递误差频谱中包含刚度激励的谐波成分和齿轮系统本身的固有频率成分,当两频率成分发生重合时,齿轮系统会发生动态传递误差振幅随时间变化越来越大的情况,应当极力避免。