封闭式行星传动的动力学分析

深入地研究了单环路封闭式行星齿轮传动系统的动态特性;建立了环路系统的动力学模型;考虑了传动系统中所有零件的分离,并详细分析了其动力学性能,由此得到了相关的重要结论,可以用于系统的设计参数选择.     

齿轮传动系统的动力学研究与展望综述

齿轮传动系统应用十分广泛且常扮演重要设备中的关键角色,其高转速下的振动问题、内部结构复杂性和各种非线性因素的存在,给齿轮传动系统动力学分析、设计带来了巨大的困难,针对上述问题,对其动力学研究进行了具有理论指导意义的综述。根据对国内外齿轮传动系统动力学研究成果的分析总结,阐述了齿轮传动系统非线性动力学理论的基本框架,结果表明了其系统输入、系统模型和系统输出3部分的内容;基于非线性系统的研究方法,综述了10年来齿轮传动系统的非线性动力学研究的概况,主要包括解析法、数值法和实验法;分析总结了含多级齿轮传动的整体系统的动力学研究现状,特别对典型的车用变速器动力学问题进行了分析,指明了未来研究的重点;最后,针对变速器,提出了其在动态性能、振动和噪声、故障诊断以及可靠性方面可能的研究热点和方向。     

齿轮偏心对机车车辆传动系统动力学行为的影响

为掌握服役过程中齿轮偏心对机车车辆传动系统动态响应特性的影响,建立了考虑齿轮传动系统的机车车辆动力学模型。齿轮传动系统通过齿轮啮合、悬挂系统与轮轨关系等耦合集成于整车动力学模型,该模型详细考虑了齿侧间隙、时变啮合刚度、轨道几何不平顺及轮轨接触等非线性因素,能够更加真实地反映牵引状态下的车辆动力学行为;基于该模型,系统研究了主动齿轮不同偏心量下的机车车辆齿轮传动系统动力学行为,并通过了线路试验验证。结果表明,齿轮传动系统的动力学性能直接受到偏心影响,其传动平稳性随着偏心量增加而逐渐恶化。此外,在齿轮箱不同监测点中靠近小齿轮端,垂向加速度受齿轮偏心的影响最为显著,该测点可用于齿轮偏心健康监测。研究为机车车辆齿轮传动系统的智能运维提供了理论基础。     

激励频率对换挡行星传动系统非线性动力学影响分析

换挡机构是变速系统中最关键的部件之一,其性能直接影响传动系统的动力性和平稳性。建立了二级换挡行星传动系统动力学方程,研究了外界激励频率对传动系统复杂动力学特性的影响;通过分析分岔图、时域响应图、相图、庞加莱截面图以及频谱图变化规律,明晰了二级换挡行星传动系统混沌振动特性,获得了外界激励频率稳定振动区间;利用比例微分控制方法对传动系统混沌振动进行控制,将混沌振动调整为稳定的单周期振动。研究结果为提高换挡行星传动系统运转的稳定性奠定了基础。     

高速列车齿轮偏心下的轮轨作用动态特性

为了研究齿轮偏心下的高速列车轮轨作用动态行为,建立了考虑齿轮传动系统的高速列车车辆空间动力学模型,详细考虑了齿轮时变啮合刚度、传递误差、齿侧间隙和摩擦等非线性因素.构建了齿轮传动偏心动力学模型并集成于整车动力学模型,实现传动系统与车辆系统动态耦合.基于建立的动力学模型,对比分析齿轮偏心与正常条件下的轮轨作用特性.而且,...     

齿轮传动系统动力学模型参数识别方法研究

针对齿轮传动系统动力学模型中的参数因结合部的存在而不能准确求解的问题,基于考虑传动轴与轴承支承柔性以及齿轮啮合接触柔性的单级直齿轮传动系统六自由度动力学模型,根据系统动刚度矩阵与频响函数矩阵的互逆关系,推导了基于频响函数列的模型参数识别方法。对某齿轮箱中的一对齿轮进行仿真计算,获得其频响函数的某一列;基于获得的频响函数列,利用参数识别方法求解了系统的动力学参数,证明了识别方法的有效性。     

基于MATLAB的齿轮传动系统振动与分岔理论分析

在考虑直齿轮各零件部件基础上,建立了三自由度齿轮传动系统动力学模型。借助数学软件MATLAB,利用Runge-kutta法对所构建的齿轮动力学方程进行求解,得到其动力学响应曲线,并分析了齿轮传动系统在激励频率变化下的分岔与稳定性。通过分析发现了强非线性齿轮传动系统存在着复杂的分岔结构和普适规律,为深入研究齿轮系统非线性动力学行为提供参考。     

风力发电机齿轮箱传动系统振动的动力学建模

由于风电齿轮箱传动系统变载变速的特点,使得风电齿轮箱传动系统长期处于较为复杂的变载荷作用下而产生振动,这些振动将会引起齿轮箱传动系统内部结构的损坏。将风电齿轮箱传动系统分解为三级齿轮传动,采用集中质量参数法,在综合考虑齿轮啮合刚度、齿轮啮合误差以及支撑轴承非线性等因素的共同影响下,建立了具有多级齿轮传动的大型风电齿轮箱齿轮-传动轴-轴承系统耦合的非线性动力学模型,利用拉格朗日方程推导了整个风电齿轮箱传动系统的动力学方程,并利用Runge-Kutta对其进行了动力学分析。     

行星轮多级齿轮传动系统耦合特性分析

为研究行星轮多级齿轮传动系统的耦合振动机理,建立了两级定轴齿轮和一级行星轮的行星轮多级齿轮传动系统无量纲动力学方程。对比两级齿轮、行星齿轮传动系统及行星轮多级齿轮传动系统的分岔特性,研究多级齿轮系统的非线性耦合特性。通过研究发现,耦合作用使得一级定轴齿轮突跳点减少,增加了系统的稳定性,但同时又使行星轮的混沌运动传递到定轴,导致二级定轴齿轮出现大范围的混沌运动,从而又降低了系统稳定性。     

变风速运行控制下风电传动系统的动态特性

基于齿轮系统动力学的方法对风电传动系统进行研究。运用基于自回归模型的线性滤波法(Auto-regressive,AR)建立的风速模型对实际风场的随机风速进行模拟;根据风力发电机在实际情况中的运行控制策略获得风力发电机齿轮传动系统的时变输入转矩激励;综合考虑风力发电机齿轮传动系统中各个齿轮副的时变啮合刚度、各个滚动轴承的刚度、各个轮齿综合啮合误差等内部激励,采用集中参数质量法建立风力发电机齿轮传动系统的耦合动力学模型;在此基础上建立风力发电机齿轮传动系统的动力学微分方程并进行仿真计算,分别求解风力发电机齿轮传动系统的固有频率、振动响应、动态啮合力和滚动轴承动态轴承力。研究结果为风力发电机传动系统的动态性能优化设计和可靠性设计奠定了基础。     

封闭行星齿轮传动系统的动态特性研究

建立了封闭行星齿轮传动系统的动力学计算模型，模型中考虑了行星轮和星轮的啮合相位，行星架的弹性变形，轮系的弹性耦合和负载惯性。用数值解法获得了系统在时变啮合刚度、偏心误差和齿频综合误差激励下的动态响应和动载荷系数的频域历程。分析了在星型轮系和行星轮系动力耦合情况下，齿轮系统的动态特性以及行星轮和星轮的载荷分配均匀性。对比了中心轮在不同的输入转速下的浮动轨迹，得出了对封闭行星齿轮传动设计有意义的结论。     

安装误差对封闭差动人字齿轮传动系统动态均载特性的影响

通过坐标变换推导出封闭差动人字齿轮传动系统各齿轮安装误差沿啮合线等效位移公式;基于集中参数理论,建立采用中间浮动构件的该型传动动力学模型;通过计算系统两级内外啮合均载系数,获得各齿轮安装误差与系统两级内外啮合均载系数关系曲线,进而分析齿轮安装误差对系统均载特性的影响。研究结果表明:在齿轮安装误差作用下,差动级均载系数大于封闭级;差动级内/外啮合均载系数随差动级内齿轮/太阳轮安装误差增加而增大,差动级内齿轮/太阳轮安装误差对差动级外/内啮合均载系数影响很小;封闭级均载系数随封闭级内齿轮安装误差增加而增大,封闭级太阳轮安装误差对封闭级均载系数影响很小;行星轮/星轮安装误差对差动级/封闭级均载系数影响很小;差动级均载系数对差动级中心轮安装误差位置角不敏感,封闭级中心轮安装误差位置角对封闭级均载系数影响较大。     

封闭式行星传动功率流分析与啮合效率计算

此前，封闭式行星传动的功率流向分析和啮合效率计算是使人感到既难又繁的事，本文根据差动轮系的三个基本构件中心有两个将同为主动件或从动件这一特点，推导出三个新的效率公式，并根据效率应小于1及两基本构件主从地位相同的条件，便可确定转化机构中啮合功率的流向，将这些反映差动轮系在能量传递方面客观规律的数学式汇总并以表格的形式列出，很方便地解决了上述问题。     

基于虚拟样机技术的行星轮系的动力学仿真研究

将行星轮系扭转振动模型与虚拟样机技术结合在一起,建立力学分析模型对行星传动进行动力学仿真,考虑了行星轮系传动过程中的时变啮合刚度和齿侧间隙等因素,可较方便、准确地获得行星轮系在传动过程中的一些动态特性,为行星轮系的优化设计、寿命预测等提供了理论依据.     

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。     

2K-H型封闭式周转轮系的效率计算

本文研究了２Ｋ—Ｈ型封闭式周转轮系的效率与有关传动比的关系,导出了利用其差动轮系转化机构的传动比和两封闭构件间的传动比计算该种轮系效率的公式。     

直齿圆锥齿轮的振动分析

建立了直齿圆锥齿轮传动系统的振动模型，该模型考虑了齿轮刚体在各个方向的振动，以及包括输入、输出质量的整个系统的扭振。并分析了齿轮系统的激励因素及其特性，作者采用Ｆｏｕｒｉｅｒ级数方法求解了系统的参变运动微分方程组，得到了系统的振动响应和动态特性，为直齿圆锥齿轮的动态设计提供了依据。     

带式差动行星齿轮无级变速器的设计与研究

带式差支行星齿轮无级变速器是一种可进行无级调速的封闭式行星轮系,实际上是带式无级变速器和行星轮系的组合。在对带式无级变速调速范围和差动轮系研究的基础上,给出了设计带式差动行星齿轮无级变速器的方法。并通过实例,给出了研究此类无级变速器功率流分析和啮合效率计算的新方法。结果表明,应用此方法可设计出调速方便、承载能力强、效率高、调速范围大的带式差动行星齿轮无级变速器。     

共轭鼓形齿联轴器传动力学特性分析

对共轭鼓形齿联轴器传动进行了静力学与动力学特性分析；得到了载荷 计算公式，导出了自振运动微分方程和固有频率，计算分析了接触应力、弯曲应力的分布与变化规律，验证了有关理论     

复合行星齿轮传动系统虚拟样机仿真研究

根据Ravigneaux式复合行星齿轮传动系统的典型结构,分析了系统的传动比与啮合频率。为获得Ravigneaux式复合行星齿轮传动系统轮齿接触力的变化规律,运用三维CAD软件SolidWorks建立了系统的三维实体模型,以ADAMS软件为平台建立了系统的虚拟样机模型。给出基于Hertz接触理论的齿轮啮合传动时轮齿接触力的计算方法,验证了系统传动比,对小太阳轮与短行星轮啮合的综合接触力、x方向接触力和y方向接触力的变化规律及其频谱特性进行仿真研究。仿真结果表明,接触力的幅值波动显著,具有明显的周期性。x方向接触力和y方向接触力具有相同的频谱特征,相位相差约90°。频谱中出现小太阳轮的旋转频率和系统啮合频率的1至7倍频率成分,存在明显的调制特性。通过对Ravigneaux式复合行星齿轮传动系统虚拟样机仿真的研究,为改善系统动力学特性以及实现系统的动态设计提供了指导依据。