纯滚动单圆弧齿轮的模态分析（英文）

纯滚动单圆弧齿轮是一种新型的圆弧齿轮,为了研究其振动特性,利用Pro/E建立纯滚动单圆弧齿轮的三维实体模型,然后导入到ANSYS中对该齿轮进行模态分析,分别得到纯滚动凸圆弧齿轮和凹圆弧齿轮的固有频率、振型及临界转速;讨论了不同齿数、模数、螺旋角情况下齿轮的固有频率,讨论结果为纯滚动单圆弧齿轮的优化设计和动态响应分析研究提供基础。     

纯滚动单圆弧齿轮的模态分析

纯滚动单圆弧齿轮是一种新型的圆弧齿轮,为了研究其振动特性,利用Pro/E建立纯滚动单圆弧齿轮的三维实体模型,然后导入到ANSYS中对该齿轮进行模态分析,分别得到纯滚动凸圆弧齿轮和凹圆弧齿轮的固有频率、振型及临界转速;讨论了不同齿数、模数、螺旋角情况下齿轮的固有频率,讨论结果为纯滚动单圆弧齿轮的优化设计和动态响应分析研究提供基础。     

双圆弧齿轮啮合特性进一步研究

以往对双圆弧齿轮的啮合特性研究中没有考虑螺旋角的影响。文中对因螺旋角的不同而导致双圆弧齿轮啮合点位置关系变化进行了分类讨论,重新考虑齿轮螺旋角对双圆弧齿轮啮合系数区间划分的影响,计算了不同螺旋角时的多点啮合系数以及多对齿啮合系数,并给出了双圆弧齿轮啮合特性表。研究结果完善了双圆弧齿轮的啮合特性,并对后续多圆弧齿轮啮合特性计算提供了参考。     

结构参数对弧齿锥齿轮精锻成形的影响分析

采用三维有限元数值模拟方法,研究了模数、齿数、螺旋角、压力角等主要结构参数对弧齿锥齿轮精锻成形过程的影响.结果表明,在齿轮其他结构参数不变的情况下,成形载荷及齿根等效应力随模数、齿数的增加而增加,而螺旋角和压力角的变化对成形载荷及齿根等效应力的影响较小.模拟结果可为弧齿锥齿轮精密成形工艺和模具设计提供依据.     

全悬挂转炉倾动机构高速级齿轮模态分析

为提高全悬挂转炉倾动机构高速级齿轮工作的可靠性,避免工作过程中发生共振,从动力学角度出发,建立高速级齿轮动力学模型,利用Pro/E建立三维实体模型并应用ANSYS在定义接触与不定义接触两种情况下对其进行振动模态分析,得到两者低阶振动的固有频率和固有振型,通过对比发现定义接触与不定义接触有着本质区别。分析齿轮参数,如模数、齿数、螺旋角等对模态的影响,为倾动机构的平稳工作提供依据。     

基于逆向工程的双圆弧齿轮测量与偏差分析北大核心

为降低抽油机运行维护成本,对抽油机减速器进行再制造,针对减速器中磨损的双圆弧齿轮进行修复。在已有研究的基础上,提出一种基于逆向工程提取齿轮设计参数并对齿轮磨损程度进行分析的方法。使用三维激光扫描技术提取磨损齿轮模型数据,在Geomagic Design X软件中处理齿轮模型,运用面片草图拟合的方法测量齿轮模数,推导出分度圆螺旋角。使用双圆弧轮齿端面齿廓方程,建立双圆弧齿轮精确实体模型。对实际工程中的双圆弧齿轮轴参数进行提取和偏差分析,通过Geomagic Control X将双圆弧齿轮三维模型与扫描模型对齐后分析偏差。结果表明:与手工测量相比,所提方法在保证测量精度的同时降低了测量难度,提高了齿轮测量的效率。     

外啮合异齿数斜齿轮泵流量脉动和流量特性的研究

利用能量守恒定律和齿轮的工作特性,得到了不同齿轮斜齿轮泵的瞬时流量和流量非均匀系数的计算公式;通过计算和分析不同齿数和不同螺旋角的齿轮泵(螺旋角为0°即为直齿轮泵)的瞬时排量和流量脉动特性可以看出:假如主动轮具有相同的齿数、模数、压力角,则直齿轮泵的流量不均匀系数比较小;对于具有不同齿数的斜齿轮泵,流量非均匀系数随着螺旋角的增加而增加,并随齿轮齿数的增加而减小;并且当主动轮齿数不变的时候,流量不均匀系数随着从动轮齿数的减小和螺旋角增加而急剧增加,但是与齿轮的模数无关。     

内啮合少齿差变厚齿轮灵敏度分析

以内啮合少齿差变厚齿轮为研究对象,利用Pro/E3.0建立内啮合少齿差变厚齿轮的简化模型,运用ANSYS软件的灵敏度分析技术对内啮合少齿差变厚齿轮的主要设计参数进行分析,得到内啮合少齿差变厚齿轮系统的固有频率、模态振型等动态特性参数以及内啮合少齿差变厚齿轮固有频率与主要结构参数之间的关系。结果表明:在满足设计要求的情况下,选择大的模数、齿数、变位系数、压力角和齿顶高系数能够有效减小内啮合少齿差变厚齿轮的固有频率,从而减少振动。为内啮合少齿差变厚齿轮传动的减振设计和噪声控制的研究提供了依据。     

基于UG/Grip的斜齿轮盘铣刀齿廓截形计算与参数化建模研究

针对在数控成型铣齿加工中斜齿轮盘铣刀轴截面设计和参数化建模所遇到的问题,提出了基于UG/Open Grip模块解决问题的简洁、高效、集成方法.利用Grip的较强的逻辑分析和计算能力,已知齿轮参数根据空间接触线法计算斜齿轮盘铣刀轴截形;利用Grip的人机交互和三维建模功能,用户输入不同模数、齿数、螺旋角等基本参数来设计盘铣刀三维模型.开发出来的模块对提高斜齿轮盘铣刀的设计效率和精度有重要的指导意义与实用价值.     

圆弧齿线圆柱齿轮动态接触性能分析

齿轮动态接触性能将直接影响传动平稳性和承载能力。为了研究圆弧齿轮啮合过程中动态接触特性的时变规律,基于大刀盘铣削加工圆弧齿轮原理,借助MATLAB与UG建立精确的齿轮三维模型;借助ANSYS对圆弧齿轮副进行显式动力学分析,研究了点接触形式的圆弧齿轮的齿面接触应力分布情况;同时通过对齿轮副从静止到启动这一动态过程的模拟,探究了轮齿接触应力和啮合冲击的时变规律;最后,通过对不同齿宽系数的齿轮接触应力时变规律的研究,揭示了齿宽系数对圆弧齿轮的传动平稳性及承载能力的影响规律。实验结果表明,当齿宽系数在0.35~0.6范围内变化时,齿宽系数越大,齿轮的啮合冲击越大,而接触应力越小,为圆弧齿轮的设计及工程应用提供了理论依据。     

基于有限元模态及ODS方法的棒材轧机主齿轮箱剧烈振动分析

国内某钢厂棒材生产线在生产12 mm规格棒材时,发现其棒材轧机精轧机组主齿轮箱振动异常,齿轮箱输入轴端的轴向振动幅值较大,频率为32.512 Hz;本文首先通过对棒材轧机齿轮箱整体模型进行模态分析,预估齿轮箱的动态特性,再建立试验测试模型并施加约束,进行ODS分析,得到齿轮箱在工作过程中真实的变形情况,最后结合有限元模态分析结果与ODS试验结果,确定轧机齿轮箱异常振动原因,并应用相关信号测试技术对结果进行了验证。     

斜齿圆柱齿轮一步精密成形数值模拟

探索一种集成了分流成形与推过整形优点的一步法斜齿圆柱齿轮精密成形新工艺,以模数为4 mm、齿数为12、螺旋角为14°、齿宽为29 mm的斜齿圆柱齿轮为研究对象,设计了成形模具,采用Deform-3D软件对成形过程进行模拟研究。首先进行了新工艺的成形力分析,之后,采用控制变量法探索了齿宽方向扩腔范围b、扩腔斜角α和齿高方向扩腔范围h这3个扩腔空间结构参数对齿轮下角隅充满效果及成形力的影响。分析结果表明,新工艺能明显降低成形力。即金属分流量的多少决定着成形效果,金属分流量由b、α和h三个参数组合决定,三者影响规律类似。即当其他条件一定时,若b(或α亦或h)过小,则成形力很大,分流量不足,导致下角隅填充不饱满;反之,虽然成形力较小,能得到完整齿形,但分流量过多,容易产生废料;当b、α和h取合理组合值:b为16 mm,α为10°和h为3 mm时,成形力适中且分流量合理,可以得到无废料的完整齿形。     

Gear tooth stiffness reduction measurement using modal analysis and its use in wear fault severity assessment of spur gears

Due to excessive service load, inappropriate operating conditions or simply end of life fatigue, damage can occur in gears. When a fault, either distributed or localised, is incurred by gears, the stiffness and consequently vibration characteristics of the damaged tooth will change. A possible non-destructive technique for damage detection and severity assessment can be derived from vibration analysis. This paper presents the use of vibration analysis in the detection, quantification, and advancement monitoring of damage incurred by spur gear teeth. The stiffness of a single spur gear tooth is analysed theoretically, and due to the difficulties in measuring the gear tooth stiffness, an experimental procedure based on the modal analysis is developed to assess the severity of the gear tooth damage. A pair of spur gears was tested under accelerated wear conditions, and conventional time and frequency domain techniques are applied to the gear vibrations to indicate the presence and progression of the wear. The developed modal stiffness assessment technique is then used to quantify the resulting wear damage to the spur gear teeth.     

某发动机齿轮转子的模态分析

利用MSC．MARC有限元计算软件及配套的硬件设备,采用多体接触三维有限元分析模型,在计算时主要考虑螺栓与齿轮、齿轮与齿轮间的接触问题。研究了螺栓过盈配合对齿轮转子模态的影响,以及螺栓个数对此齿轮转子模态的影响。通过比较,分析了特殊齿轮转子在工作过程中的振动特性。结果表明：装配过盈量对转子振动频率影响不大;改变齿轮间的连接方式（增减连接螺栓个数）则对齿轮转子振动频率影响比较大,可以采用不同的连接方式来增大齿轮转子的工作频率带宽度。     

端面无支撑芯辊模态及其动力响应有限元分析

利用NX Nastran对轧制矩形截面环件所用的端面无支撑芯辊进行了模态分析数值计算,得到了芯辊约束工况下的前6阶固有频率和模态振型,详细分析了各阶模态振型对芯辊工作状态的影响。简化轧制过程芯辊的受力模型,模拟分析芯辊在3种不同轧制时间作用下的节点位移与应力随时间的变化规律。同时对3种时域轧制力信号进行傅里叶变换,分析轧制力信号的频域组成对芯辊振动的影响。研究表明:芯辊的工作转速远低于其1阶临界转速,轧制过程不会引起芯辊的共振;芯辊的前6阶固有频率处于声波范围内,易造成噪声污染;轧制力相同时,不同轧制时间对芯辊的位移与应力响应无影响;轧制力信号的频域组成不会引起芯辊的共振。     

齿轮副几何参数对直线共轭内啮合齿轮泵流量脉动特性的影响

流量脉动是引起齿轮泵自身振动及产生流体噪声的根本原因。为了得到流量脉动特性,以某型直线共轭内啮合齿轮泵为研究对象,基于MATLAB软件分析不同重合度所对应的理论瞬时流量曲线,研究齿轮副几何参数对流量脉动率的变化规律。结果表明:齿轮副退出啮合,理论瞬时流量最小。脉动率递增时几何参数影响程度由大到小排列为:齿轮分度圆半径齿轮齿顶圆半径传动比(两齿齿差)齿圈齿顶圆半径;递减时由大到小排列为:齿轮齿数齿轮分度圆半径齿轮齿形半角。为了减少脉动率,对于满足计算的传动比,齿轮齿数确定,齿圈齿数取较小值,而齿圈齿数确定,齿轮齿数取较大值;齿形半角取较大值;齿轮及齿圈齿顶圆半径取较小值;齿轮分度圆半径在33.5～35 mm之间取值。     

S形焊接金属波纹管振动特性分析

针对S形焊接金属波纹管密封的振动问题,选用面体代替波片实体单元进行数值建模和模态分析;研究了单元尺寸对波纹管振动频率的影响,提出了波片选用面体单元时的单元尺寸应小于0.5 mm,并验证了其有效性。利用电动振动试验平台进行振动试验测试,得到了波纹管的振动特性曲线。通过对比分析仿真结果和试验测试结果,确定了波纹管的前6阶振动固有频率和振型,揭示了波纹管的振动机制和影响因素,阐明了波纹管的数值建模方法和试验测试技术。研究结果对焊接金属波纹管密封的设计、制造和应用提供了参考。     

基于I-DEAS虚拟环境少齿数圆柱齿轮分析系统研究

本文利用I-DEAS新型软件多种功能 ,在对少齿数斜齿轮三维参数化建模的基础上 ,进行了斜齿轮干涉、根切现象的啮合分析和齿面接触、齿根弯曲最大应力的有限元分析。构建了一种少齿数圆柱齿轮啮合状况和承载能力的检测和动态仿真系统