随机外激励下齿轮非线性系统的全局分析

结合随机激励下齿轮非线性系统的特点，研究了一种分析齿轮非线性随机系统的全局初值特性的方法。把系统所在的状态空间转化为胞空间，在胞空间内，用胞的中心点的初值特性来近似表示整个胞的初值特性。分析了系统的运动特性，通过Monte Carlo方法计算出胞与胞相互映射时的转移概率，获得了系统的转移概率矩阵，进而利用Markov链理论，对随机外激励下含间隙和时变刚度的单对齿轮非线性系统进行全局特性分析，得到了系统的最终运动形式。     

随机激励作用下的齿轮时变系统稳态响应研究

在外部随机激励作用下,对齿轮传动系统时变啮合刚度的稳态动力响应进行了研究,建立了包含外部随机激励力的周期时变啮合刚度的直齿轮副模型.为了计算齿轮系统的响应,采用了一种非常有效的方法,称为迭代谱方法.该方法主要应用在频域中的推导,并且可提供响应的显式功率谱密度,功率谱密度响应可表示为双谱的函数,即参数系统双时相脉冲响应的...     

国外齿轮系统动态特性的统计分析

齿轮动力研究大多作为确定性问题处理，但实际上许多因素使齿轮传动系统的内部激励和外部激励是有不确定性的。其性质往往是随机的，必须进行统计特性的分析与研究。本文综合评述从７０年代以来国外有关研究动态。     

齿面磨损对齿轮系统动态特性的影响

为研究齿面磨损对齿轮系统动态特性的影响,综合考虑齿轮齿侧间隙、传输误差、齿面磨损,采用集中参数法建立齿轮平移-扭转非线性动力学模型,分析齿轮的转速、运行次数对含有齿面磨损的齿轮传动系统动态特性的影响。结果表明:在啮合区域内,齿根处的齿面磨损量呈减小趋势,在节点处理论磨损量为零,齿顶处的齿面磨损呈增加趋势,齿面磨损量减小趋势大于增加趋势,整个过程中齿面磨损会造成啮合刚度的减小;存在齿面磨损时,过大或过小的转速都会使齿轮系统的振幅波动变大,幅值减小;当转速一定时,含有齿面磨损的系统随着运行次数的增加,振幅幅值会逐渐减小,传动的波动会加剧。     

齿轮啮合内部动态激励数值根据

把具有内部激励和时变刚度齿轮系统非线性微分方程变换为近似的线性微分方程,把时变刚度激励、误差激励、啮合冲击激励作为右端顶。时变刚度曲线用轮齿三维接触有限元方法求得,啮合冲击激励力用轮齿三维 冲击－动力接触有限元混合法求得。误差激励按精度等级确定的齿轮偏差进行模拟。把激励力作用在整个齿轮系统的三维有限元模型上,以便求得其振动响应。     

柔性支承下风力机行星齿轮系统的动态特性分析

由于风力发电机齿轮箱安装在柔性支承的塔架上,在复杂的工况下风力发电机塔架将产生弯曲摆动,严重影响着风力机齿轮传动系统的动态特性。考虑了风力机塔架的摆动与行星轮传动扭转振动的耦合效应,利用集中参数法建立柔性支承下的风力机行星轮传动系统的动力学分析模型,用Matlab进行数值求解。通过对国内1.5 MW主流风力机行星齿轮系统进行实例分析,得到了16 s时序随机风载下的行星齿轮系统各部件的位移历程。结果表明:在风力机运行中塔架产生剧烈振动,风力机塔架的振动加剧了风力机行星齿轮系统各部件的振动,在风力机行星齿轮设计时必须考虑塔架的柔性特性对风力机的影响。     

随机装配侧隙对齿轮系统动力学特性的影响分析

以一批装配间隙符合正态分布的单对直齿轮副传动系统为例,对具有随机装配侧隙的齿轮副系统动力学行为特征进行分析.基于非线性系统动力学的分析方法,建立考虑随机装配侧隙的单对齿轮副系统动力学模型.利用分岔图及最大Lyapunov指数等对考虑随机装配侧隙的齿轮副系统动力学性态进行分析.在分析中引入系统失稳指数和临界方差的概念,通过数值方法系统分析失稳指数与侧隙方差、侧隙均值与临界方差的关系,结果发现,减小侧隙并不是提高系统动力稳定性的唯一途径,即便选择较大侧隙,只要匹配合适的临界方差,也能确保齿轮系统动力学性态的稳定,从而为齿轮传动系统设计中的精度等级的确定、齿轮加工方法的选择及齿轮副的安装精度等提供了理论依据.     

平稳随机激励下随机参数齿轮副的动力可靠性分析

将一对啮合齿轮等效为单自由度随机振动系统,研究随机参数齿轮副在平稳随机激励下的动力可靠度的求解方法。从其平稳随机响应的表达式出发,同时考虑齿轮物理参数、几何尺寸的随机性,利用求解随机变量数字特征的矩法和代数综合法,导出随机参数齿轮副在平稳随机激励下位移及其导数响应的数字特征,再由动力可靠度的公式导出随机参数齿轮副动力可靠度的均值和方差的计算公式。通过与MonteCarlo方法结果的比较,验证文中方法的可行性和有效性。     

齿条双齿轮伺服机构的动态特性

本文运用弹性理论建立起了精确形式的轴的扭振模型,运用传递矩阵结合信号流程图的方法分析了齿条双齿轮机构的动态特性,同时对其薄弱环节进行了分析。C84100B轧辊车床设计中采纳了本文的结论。     

内外激励下高速列车齿轮箱箱体动态响应分析

对高速列车齿轮箱箱体结构的动态响应特性进行分析。对齿轮传动系统内部和外部动态激励进行数值模拟,建立考虑轮齿啮合的高速列车动力车整车动力学模型,内部激励主要考虑齿轮的时变啮合刚度、轮齿啮合阻尼和传递误差,外部激励主要考虑异步电动机的谐波转矩和轨道激励,得到恒功率牵引工况下齿轮传动系统的动态载荷。建立齿轮箱箱体的有限元模型,利用直接积分法分析动态载荷作用下箱体的动态响应,并针对相关频率进行谐响应分析。结果表明,考虑轮齿啮合才能得到齿轮传动系统的高频振动,箱体结构能够满足正常的运营需求,异步电动机谐波转矩频率和齿轮啮合频率在箱体动态响应的主频中都有体现,在箱体结构设计时,应注意箱体自身模态频率与外界频率的错开,以免发生共振。     

内外激励作用下含侧隙的齿轮传动系统的分岔和混沌

为研究支承刚度和齿侧间隙对齿轮-转子系统的分岔和混沌运动的影响,考虑齿侧间隙和内外激励的作用,建立齿轮-转子系统的非线性动力学模型。在对动力学方程进行数值仿真的过程中,为判断齿轮-转子系统的振动是否为混沌运动,采用混沌时间序列分析的方法计算齿轮-转子系统的高维非线性方程的最大Lyapunov指数。结果表明,随着支承刚度的增加,系统的弯扭耦合临界转速也会相应地增大,出现分岔和混沌的区域也随之改变。齿侧间隙对齿轮-转子系统的一阶弯曲临界转速附近的振动的影响较大,当齿侧间隙相对较小时,一阶弯曲临界转速附近的振动相对较好;当齿侧间隙增大到一定值时,一阶临界转速处的振动接近倍周期运动;当齿侧间隙继续增大时,一阶临界转速附近的振动从倍周期运动进入混沌;当齿侧间隙增大到较大值时,一阶临界转速附近的振动迅速转变为混沌运动。混沌时间序列分析方法能有效的计算高维非线性方程的最大Lyapunov指数。     

考虑随机制造误差的风力机行星齿轮系统动力学特性

为研究综合传递误差的随机波动对风力发电机齿轮传动系统动力学特性的影响,考虑齿轮时变啮合刚度、综合传递误差等因素,建立风力发电机行星齿轮传动系统纯扭转动力学模型。以随机风速引起的齿轮系统转矩波动作为行星齿轮系统的外部激励,对某1.5 MW风力发电机行星齿轮传动系统的动力学特性进行仿真分析,得到系统各响应量时域内的统计特征和齿轮副间的动态啮合力统计特征。分析表明：行星架、行星轮和太阳轮在扭转方向上的振动特性与外部载荷相关,其振动位移与外部载荷波动有相似变化的趋势;综合传递误差随机分量的离散程度对行星齿轮系统的动态特性和齿轮副间的动态啮合力有较大影响。随着综合传递误差随机分量离散程度的增加,行星架、太阳轮和行星轮在扭转方向上的振动幅值明显增加;综合传递误差随机分量的随机性使齿轮副间动态啮合力产生随机波动,随机分量离散程度越大,动态啮合力波动越明显;当随机分量的离散程度达到某一值时,齿轮啮合过程发生脱离,引发啮合冲击。     

内外局部约束下内齿圈滚轧成形

提出一种内外局部约束高效滚轧成形内齿圈新工艺,完成相关工艺构架并分析了其成形过程内外滚轧模具及工件的运动特征。搭建了采用2对滚轧模具的内齿圈滚轧试验平台,实现了内齿圈滚轧;建立多对滚轧模具内外局部约束下内齿圈滚轧过程有限元模型,完成了采用2对滚轧模具和3对滚轧模具的内齿圈滚轧过程有限元分析。试验与有限元结果表明,齿形形状完整、轮廓清晰,达到了设计齿高要求,内齿圈滚轧成形工艺可行;和试验获得齿高相比,有限元模型对齿形预测误差小于5%;通过适当的模具和坯料几何参数调整,可控制成形齿高、改善端面成形质量。研究结果对内复杂型面零件的高效省力成形工艺具有理论意义和参考价值。     

超声激励下弧齿锥齿轮研齿系统动态研磨力分析

在综合考虑超声激励和齿面几何传动误差激励的情况下，建立了有间隙的两自由度周向振动的弧齿锥齿轮研齿动力学模型，得到了齿面间动态研磨力的计算公式。通过算例分析表明，与普通研齿效果对比，超声激励增大了齿面间的动态研磨力，使齿面在啮合过程中出现了碰撞，当超声激励振幅值为16．5N·m时，超声研齿系统由周期运动进入到混沌状态。     

一种外啮合齿轮泵壳体动力学分析

一种外啮合齿轮泵在某些特殊的环境下连续长时间工作后会发生泄漏,针对该现象展开深入的分析,发现外界环境的振动是导致该齿轮泵泄漏的主要原因之一,尤其发现前后两个端盖以及端盖与外部接头的连接处是容易发生泄漏的区域。借助大型有限元分析软件ANAYS,建立该类型齿轮泵的有限元模型,并且对该泵壳体进行动力学分析,提取前八阶模态,找出其振型和频率。     

基于系统辨识算法的齿轮传动动态性能研究

将系统辨识方法正确地应用于实际工况下齿轮传动动态性能的研究,通过研究齿轮箱中直齿圆柱齿轮传动周向振动和噪声之间的关系,建立了系统辨识差分方程模型。此模型能够比较准确地描述齿轮传动系统的动态特性,为齿轮传动系统的修形、减振、降噪和优化设计提供了一种新的建模方法,有利于将齿轮传动动态性能的研究成果在实践中推广应用。     

复合外齿轮泵齿数的选择

简要介绍了复合外齿轮泵的结构原理,着重分析了主动轮齿数的变化对泵流量均匀性的影响.并得出了Z1=3k+1＞5N时具有较好的流量均匀性,供设计参考.     

外啮合渐开线齿轮传动法隙计算的虚拟变位法

提出了虚拟变位的概念 ,阐述了虚拟变位的基本原理 ,并通过虚拟变位的方法 ,导出了外啮合渐开线齿轮传动法向齿侧间隙的计算公式 ,供齿轮传动设计之用