人字齿行星齿轮传动系统振动特性研究

通过对人字齿行星齿轮传动系统多重啮合间相位关系的分析,给出了考虑啮合相位的时变啮合刚度计算公式。考虑误差激励和时变啮合刚度激励,在行星架随动坐标系中建立了人字齿行星齿轮传动系统的平移-扭转耦合动力学模型。针对两组不同啮合相位的行星齿轮传动系统,采用傅里叶级数法求解其动力学模型,得到频域解和时域解,且分析啮合相位对人字齿行星齿轮系统振动特性的影响。     

对中误差对人字行星传动系统动态特性的影响

对中误差会影响人字行星传动系统的运作平稳性,因此通过建立人字行星系统集中参数模型以及有限元模型,结合人字齿轮对中误差与轴系柔性,分析了误差对人字行星传动系统动力学特性的影响.结果表明,对中误差会降低人字齿轮啮合刚度,使齿轮两侧受载不平衡而造成齿轮偏载.此外,轴的柔性能减小齿轮的偏载程度,因此适当增加轴的柔性可以使齿轮两...     

啮合相位对人字齿行星齿轮传动系统均载的影响

基于集中参数法建立了人字齿行星齿轮传动系统平移-扭转耦合非线性动力学模型,模型中考虑了人字齿行星齿轮传动系统多重啮合间相位关系,提出了计入啮合相位的时变啮合刚度,综合考虑了各构件的支撑刚度、误差激励。研究了啮合相位对人字齿行星齿轮均载的影响,结果表明:理想啮合状态下,均布式人字齿行星齿轮系统中,啮合相位系数为0时,系统均载系数为1,同时抑制了系统平移振动;非均布式人字齿行星齿轮系统中,啮合相位系数为0时,系统均载系数为1,同时抑制了部分平移振动。无啮合相位差的人字齿行星齿轮系统均载系数较相位差不为0时小。微调行星齿轮的几何相位,不改变系统传动比及尺寸;调整行星齿轮齿数关系,虽系统的传动比及尺寸略有变化,但系统的均载系数更小,同时抑制系统了平移振动。在单级人字齿行星齿轮试验台上对不同啮合相位的行星齿轮系统进行了均载试验研究,验证了理论分析结果的有效性。     

功率分流人字齿行星传动系统的固有特性研究

考虑两级之间的耦合和行星轮位置相角时变性等因素,采用集中参数法,在定坐标系下建立了功率分流人字齿行星传动系统的动力学模型,在此基础上对舰船用功率分流行星齿轮系统的固有特性进行了分析,得到了不同于单级行星传动系统的特有模态特性,为功率分流行星及多级行星传动系统动态设计提供了指导。     

行星传动系统误差对载荷均布的影响研究

根据齿轮传动中各种系统误差,建立了2K-H行星传动系统中各构件的运动学方程,进一步得到系统弹性动力学微分方程,建立系统动力学模型,推导动力学系统的总体刚度矩阵,建立行星轮上载荷与各种系统误差的关系式,分析了各种位置误差对行星轮上载荷分配的影响状况,计算了各行星轮上的均载系数.     

考虑多轴柔性的人字行星齿轮传动系统动态特性研究

基于有限单元法,建立了一种全自由度人字行星齿轮传动系统动力学模型.模型将时变啮合刚度、综合啮合误差和啮合相位作为动态激励,分析了太阳轮轴柔性和行星轮轴柔性对人字行星齿轮传动系统中内外啮合动态啮合力和动态传递误差的影响.结果表明:轴的柔性变形对人字齿轮行星传动系统的动态特性具有显著影响,考虑轴柔性后,人字齿轮左右两侧斜齿...     

轴角对人字齿轮分扭传动系统动态特性的影响分析

研究了航空发动机减速器人字齿轮分扭传动系统中轴角(分扭传动系统各齿轮几何中心所在位置形成的角度)对系统动态特性的影响。根据邻接条件、同心条件和安装条件等求解系统的轴角,基于有限元节点建模方法建立包含轴、轴承、齿轮转子和齿轮副啮合过程的动力学模型;基于转子动力学理论计算系统的动态响应,求解不同轴角下系统的动载系数和动态传动误差,分析轴角对分扭传动系统动态特性的影响。研究表明,轴角对系统的动态特性有较大影响,在轴角不同时,系统动态响应的频域分布有较大差异,且在不同转速下,轴角对各分支动载系数及动态响应影响程度不同。     

修形人字齿轮传动系统动态特性分析

利用抛物线代替齿条刀具切削刃上的部分直线,实现人字齿轮齿高修形;通过预控抛物线型传动误差,结合刀具切削刃的方程,推导齿条刀具与轮齿的啮合方程,实现人字齿轮齿向修形。建立人字齿轮弯-扭耦合动力学模型和系统的振动微分方程。根据人字齿轮轮齿接触分析方法(TCA)求出齿高修形和齿向修形齿轮的传动误差,并作为误差激励代入人字齿轮动力学方程中,进行修形人字齿轮的动特性研究。通过计算得出预控抛物线传动误差修形可以降低人字齿轮传动的动载系数,从而更有效地达到减振降噪的目的。     

少齿差行星传动系统振动特性分析

基于多体性动力学理论分别建立了传统行星传动系统和少齿差行星传动系统的动力学分析模型,对传动系统的动态特进行分析表明:少齿差内齿轮副啮合力在平稳运行中呈现简谐波形的周期性变化;少齿差行星传动系统的振动加速度幅值在x、y、z方向上比传统的分别减小了8.89%、16.67%及20%;少齿差行星传动系统不会因齿轮啮合频率发生共振。所设计的薄煤层少齿差采煤机牵引部较传统牵引部的机面高度降低了61mm,研究结果为薄煤层采煤机的研制提供指导,对实现薄煤层机械化开采具有重要的意义。     

浮动太阳轮对行星齿轮传动系统动态特性影响研究

行星齿轮传动因具有较大的传动比和较高的传动效率而被广泛应用于机械传动系统中.在行星齿轮箱中,太阳轮通常被设置为浮动的,以平衡各行星齿轮之间的负载.但是,太阳轮的浮动设置将导致啮合过程中的压力角、重合度和啮合相位的变化.在以前的研究中,这些参数被近似为常数.为了研究动态参数对行星齿轮箱在不同工况下振动响应的影响,建立了行...     

带有柔性齿圈和行星架的直齿和斜齿行星传动的模拟

本文提供可以仿真具有变形零件的直齿和斜齿行星齿轮周转齿轮的三维静态和动态性能的模型。通过三维有限元方法得出的结构求出齿圈和行星架的变形分布。根据模型的转化技术,通过考虑到轮齿接触弹性原则,由连接齿圈结构和行星轮分块参数模型限定内齿轮元件。沿接触线导出离散的啮合刚度和当量法面偏差,并把啮合齿面位置作为随时间变化再计算它们的数值。采用约束基础技术仿真一个连接行星轮中心的行星架,用组合板块参数太阳轮／行星齿轮和沿轴装零件集成刚度,质量和惯量完善行星齿轮／周转齿轮模型。对整个啮合仿真用综合时间一分级积分框图和接触算法解相应的运动方程式。得出的一些准静态和动态的结果表明所推荐的混合模型的趋向和考虑齿圈和行星架变形的重要性。     

考虑行星架柔性时行星轮传动系统均载特性分析

介绍了SIMPACK中柔性体文件生成流程以及齿轮切片处理原理及相关用途;以某7MW风电齿轮箱为例,在SIMPACK软件中建立其一级行星轮系多体动力学模型;建模过程中将行星架考虑为柔性体,并对齿轮作切片处理,分析行星轮系统在额定输入功率、额定转速工况下行星架变形,以及由于行星架变形造成的齿轮不均载特性。研究发现,当使用精确的行星架三维模型,并考虑行星架柔性时,受齿轮啮合力变化以及齿轮变形的影响,不同行星轮销轴两端行星架变形量不同,总体上输入端扭转变形量大于输出端;并对比行星架变形和齿轮均载系数,发现行星架扭转变形主要影响齿轮齿向不均载系数,对齿间载荷分布影响很小。研究结果可为行星架结构优化设计提供依据。     

滚动轴承支撑人字齿轮传动系统动力传递过程分析研究

为能更有效地分析滚动轴承支撑人字齿轮传动系统的振动传递特性,提出基于轮齿承载接触分析、同时考虑齿轮轴扭转变形及安装误差的人字齿轮左右轮齿啮合刚度计算方法,建立综合考虑时变啮合刚度、啮入冲击激励的人字齿轮啮合型弯-扭-轴耦合振动模型。在提出的考虑轴承内部载荷分布的滚动轴承支撑系统载荷分配计算方法以及包含承载滚子、内外圈的滚动轴承动力学模型基础上,较完整地分析人字齿轮传动系统的齿对啮合振动经由齿轮轴分配到支撑滚动轴承,最后再由轴承内圈传递到外圈的传递过程。以某滚动轴承支撑人字齿轮传动系统为实例进行的仿真计算结果表明:该振动传递计算方法较科学合理地计算出人字齿轮系统的动载荷传递过程,更精确地得到箱体轴承孔内壁的振动载荷,为下一步有效地分析人字齿轮箱体振动特性提供了保障。同时滚动轴承在传递载荷的过程中起到类似浮筏隔振系统的隔振降噪作用。     

行星齿轮传动系统内齿圈振动特性分析

在结构动力学特性仿真分析中,精确的有限元模态模型至关重要。作为行星齿轮传动的关键部件,内齿圈的振动特性直接影响到整个系统的安全和传递效率。利用SolidWorks软件建立内齿圈参数化模型,采用循环对称模型及全六面体网格进行有限元自由模态分析,在尽量小的计算规模下获得尽可能精确的仿真模型,并与无预紧力自由试验模态对比,结果表明低阶固有频率的最大相对误差仅为3.02%,振型基本吻合,验证了仿真模型的准确性,为后续齿圈柔性分析及工作过程中的故障诊断提供理论参考。     

重型机械传动系统动态载荷优化研究

采用ADAMS建立了某重型机械传动系统整车结构的动力学模型。针对满载和空载工况下装载机结构系统进行了动态载荷计算,采用多岛遗传算法优化了桥壳载荷分配率。分析了不同车速和工作装置的不同提升高度对车辆动态性能的影响。结果发现,在在不平坦的路面上快速行驶时,对车辆造成的振动较大。通过试验分析了不同作业过程下桥壳所受载荷的动态变化规律和大小,试验数据为装载机的多体动力学分析提供了数据参考。     

重合度对人字齿轮传动系统振动特性的影响分析

重合度是齿轮传动设计中一个重要的性能指标,直接影响人字齿轮承载能力和传动平稳性,在齿轮设计中必须满足重合度要求。首先说明了人字齿轮系统刚度激励和啮合冲击激励,采用集中质量法建立了一对人字齿轮传动系统弯-扭-轴耦合模型。然后分析了重合度对时变啮合刚度和啮合冲击力的影响。最后研究了重合度对人字齿轮副动态啮合特性的影响。得出结论：重合度由2.72增至3.08时,时变啮合刚度峰峰值由4.653 3×10⁸ N/mm减至3.229 9×10⁸ N/mm,最大啮合冲击力由2.23×10³ N减至1.92×10³ N,齿轮副动态啮合力曲线变得平滑,动载系数也由1.23减至1.18,从而得出重合度增大,能达到系统减振降噪和传动平稳的作用。     

2K-H行星传动系统动态可视化研究

以车辆行星齿轮传动系统为研究对象,基于多体动力学分析理论和齿轮系统动力学理论构建了行星传动系统的刚柔耦合多体动力学模型。分别针对车辆在理想稳态和实际档速复杂变化两种不同的运行工况下,研究该行星传动系统的动力学特性,得到关键部件在系统传动过程中的实时动态啮合力变化情况和数值仿真结果。仿真数据与理论分析吻合较好,仿真结果与实际相符,这为面向工程应用的齿轮系统优化设计、产品开发提供了技术手段。     

人字齿行星传动固有特性及模态突变现象分析

建立了NGW型人字齿行星传动的平移-扭转耦合动力学模型。依托所建模型,推导出系统的运动微分方程,进而通过求解特征值问题获知系统的固有频率和振型。根据传动系统的运动特征,将NGW型人字齿行星传动的自由振动归纳为3种典型振动模式,即:中心构件轴向扭转振动模式、中心构件径向平移振动模式和行星轮振动模式。在模态跃迁、相交原则的基础上,从振动模式和模态能量角度进一步分析了两种固有频率轨迹突变现象对传动特性的影响。结果表明,模态相交现象发生时,固有频率振动模式和模态能量均发生突变式交换;模态跃迁现象发生时,模态能量发生突变但不交换,且突变较平缓,而振动模式不变。最后,通过具体实例仿真验证了所得结论的正确性。论文工作可有效预估人字齿行星传动系统的固有频率及模态、能量突变位置,从而为减噪抑振及参数优化提供基本的理论依据。     

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。