考虑延长啮合时齿轮参数振动稳定性研究

考虑因轮齿受载弹性变形引起的轮齿延长啮合效应时,将使得啮合刚度随时间变化形式发生改变,而这一变化对于系统的动态特性产生重要影响.在考虑轮齿延长啮合时齿轮参数振动稳定性的变化情况,首先建立齿轮副参数振动分析模型,进而研究了系统稳定性分析方法,主要是状态转移矩阵的确定和稳定性判据;在此基础上,以实际应用的高速重载齿轮副为例讨论了延长啮合与否系统稳定区间的变化情况,同时还考虑了系统阻尼的影响.研究结果表明;轮齿延长啮合作用使得低转速和高转速范围内的各不稳定区减小,而对于中等转速范围内,考虑延长啮合使得不稳定区变大.     

完整约束下齿轮啮合转子系统的弯扭耦合振动稳态响应

在不脱齿等基本假设下，根据齿轮啮合原理和轮齿的齿面方程，推导了齿轮形心的横向位移和齿轮扭转角之间的约束关系式，从Lagrange方程出发，同时考虑齿轮啮合和不平衡效应，建立了直齿齿轮啮合转子-轴承系统的弯扭耦合动力学模型。分别在质量偏心和扭转激励作用下，分析了系统的弯扭耦合振动稳态响应。结果表明：两者均会引起弯曲振动和扭转振动，并且响应的幅值与系统的参数有关。     

摆线钢球行星传动系统参数振动特性研究

摆线钢球行星传动系统为多自由度的参数振动系统,其时变啮合刚度激励会对系统的动态特性产生较大影响。该文首先综合考虑时变啮合刚度及轴承支承刚度等影响因素,建立了摆线钢球行星传动系统的平移-扭转耦合动力学模型,并推导出系统的动力学方程。然后将动力学方程转换为正则模态方程,并利用多尺度法对系统进行动力稳定性分析,推导出系统的组合共振频率及稳定性条件。最后利用摄动法计算出系统的稳态响应。研究结果表明:当偏心轴的输入转速接近和型组合共振频率时,系统将发生参数共振;当偏心轴的输入转速接近差型组合共振频率时,系统总是稳定的;系统的稳态响应中包含多种组合频率成分,并表现出多频响应叠加的特性。     

齿廓修形人字齿轮副时变啮合刚度计算方法

为准确计算考虑轮齿修形和受载变形的人字齿轮副啮合刚度,推导了含齿顶和齿根修形的人字齿轮齿面方程,基于势能法和数值积分公式,提出了计及齿廓修形参数和退刀槽宽度的人字齿轮啮合刚度精确计算方法,并通过有限元仿真分析验证了算法的正确性;而后分析了不同退刀槽宽度、修形参数及输入转矩等对人字齿轮副重合度和啮合刚度的影响规律.结果 ...     

基于切片耦合理论的斜齿轮时变啮合刚度分析

面向斜齿轮时变啮合刚度(time varying meshing stiffness, TVMS)精确求解问题,提出基于切片思想及切片耦合理论的斜齿轮啮合刚度计算方法。将斜齿轮沿齿宽方向等效为若干切片,每个切片等效为直齿轮,切片耦合作用等效为弹簧模型;设计了一种数值求解方法计算斜齿轮时变啮合刚度;然后,以一对斜齿轮副为例,分别使用有限元法、切片耦合法、切片无耦合法分析了斜齿轮时变啮合刚度。结果表明,切片耦合斜齿轮时变啮合刚度模型能够准确地模拟仿真斜齿轮时变啮合刚度特性,而切片无耦合斜齿轮时变啮合刚度模型在双齿过渡区不能准确地模拟斜齿轮啮合刚度。     

变位直齿轮副齿顶修形参数设计

该文以变位直齿轮副的齿顶修形为研究对象,考虑齿轮啮合的非线性接触、修正基体刚度以及延长啮合的影响,建立了考虑齿顶修形的变位直齿轮副时变啮合刚度解析模型,并通过有限元方法验证了该模型的正确性;以对刚度进行快速傅里叶变换（FFT）得到的前五阶幅值之和最小为设计目标,获得了齿顶修形的最优参数范围,并通过有限元模型进行应力分析,反证了该范围的正确性。研究结果表明：基于啮合刚度FFT前5阶幅值之和最小的设计方法可以更为高效地计算并锁定最优修形参数的范围,通过有限元进行应力分析可进一步验证齿顶修形的最优参数;齿轮齿顶修形后,刚度谐波量和应力均明显减小,有助于降低齿轮系统的振动和噪声。研究结果可为变位直齿轮副齿顶修形设计提供理论方法与依据。     

动力总成NVH分析齿轮啮合特性研究

研究动力总成中部分齿轮的啮合特性,及其对NVH的影响,介绍了发动机启动电机传动齿轮和变速器齿轮的啮合特性.分析启动电机传动齿轮重合度,通过提高重合度,解决电机传动噪声问题和提高齿轮寿命,噪声试验表明,声品质有所改善;同时,研究了变速器齿轮的啮合动刚度,通过分析单对齿轮刚度和啮合线长度变化,快速得到随时间变化的齿轮啮合变刚度,并形成齿轮啮合动刚度计算标准方法,开发相应计算程序,大幅提高了工作效率,该方法的特点是计算简单、高效以及能得到随啮合转角变化的齿轮啮合刚度.     

计入箱体轴柔性的主减齿轮系统振动特性研究EI北大核心CSCD

主减齿轮系统是汽车变速器的重要传动部件,也是诱发箱体振动噪声的主要原因。为了准确预测内外动态激励下主减齿轮系统的振动特性,采用有限单元离散化建模方法,将箱体轴离散为轴段单元,建立其与输入、输出轴段单元、齿轮啮合单元和轴承单元耦合后的弯-扭-轴-摆全耦合动力学方程。模型综合考虑了箱体轴柔性、大重合度下斜齿轮时变啮合刚度以及静态传递误差激励的影响,并利用数值算法求解了系统的固有特性和振动响应特性。研究结果表明：计入箱体轴柔性后,系统的低阶固有频率略微降低,但增加了新的固有频率与振型;随着转速的增加,系统在主减齿轮啮合频率的1倍频和2倍频处出现了明显的阶次幅值,但其能量较小,当转速达到4 900 r/min时,系统出现明显的共振响应;外界载荷的增大主要在非共振区导致振动幅值的增加;当选取不同的端面重合度与轴向重合度组合时,或在一定范围内增大轴向重合度时,可有效降低斜齿轮时变啮合刚度的波动,改善共振点附近的振动位移幅值。     

内激励作用下的单对齿轮振动噪声分析

综合考虑齿轮时变啮合刚度及齿轮误差等内部激励的影响,建立了单对齿轮扭转振动物理模型,采用龙哥库塔法进行求解,得到了齿轮节点位移。分析齿轮几何参数对齿轮啮合的振动噪声的影响,并采用修正Kato公式法对振动产生的噪声进行了定量计算。结果表明该方法可以较好地对齿轮振动所产生的噪声进行定量计算,为齿轮系统的降噪设计奠定了基础。     

齿轮啮合轴系振动分析的整体传递矩阵法

分析计算了轮齿啮合综合刚度,推导了齿轮耦合单元的传递矩阵,编写了计算单对轮齿综合弹性变形(综合刚度)的通用程序,为将整体传递矩阵法推广、应用于更复杂的包含齿轮啮合效应的齿轮传动转子多轴系统的动力计算问题奠定了良好的基础.采用整体传递矩阵法对具有齿轮啮合的多转子相互耦合系统的临界转速进行了计算.计算结果表明,这是一种精确度高,简便实用的方法,适于工程技术人员在微机上应用.     

一种改进的齿轮非线性动力学模型

在考虑齿面摩擦、齿轮时变啮合刚度和齿侧间隙的情况下,推导出了改正的齿轮副系统的非线性动力学模型,应用符号运算软件,编写符号运算程序,得到了齿轮副非线性振动微分方程。该模型在计算摩擦力时,考虑了载荷在啮合区的动态分配,并根据啮合区单双齿交替的特点提出用周期扩大法建立摩擦力、齿轮时变刚度的模型,改正的齿轮非线性动力学模型是一个周期系数分段线性的非自治系统,与以前所建立的模型相比,该模型的参变系数是具有相同周期的周期函数,新的齿轮非线性动力学模型的建立为求解时变的齿轮动力学方程近似解析解带来方便。     

齿轮耦合影响转子滑动轴承系统稳定性的理论证明

从理论上证明齿轮耦合的转子滑动轴承系统的稳定性与转子系统的扭转动力学参数有关,齿轮耦合使系统的失稳转速下降、稳定性裕度降低;由于齿轮耦合,转子的横向振动与扭转振动之间发生能量交换,转子的扭转振动亦受到来自滑动轴承油膜的阻尼作用,从而使转子横向振动受到的轴承油膜阻尼作用减小,导致整个转子系统的失稳转速下降、稳定性降低.     

公路桥梁与车辆耦合振动研究现状与发展趋势

近年来,随着公路交通事业和大跨度桥梁的发展,桥梁在重载、高速公路车辆荷载作用下的振动性能与车辆行车安全控制越来越受到研究者的广泛关注。该文首先简要回顾了公路车桥耦合振动早期的实验研究和古典分析理论,然后,重点针对目前公路桥梁与车辆耦合振动研究现状中的车辆分析模型、桥梁分析模型、路面不平顺及数值计算方法等几个方面,系统归纳和总结了其主要成果;同时,指出目前公路车桥耦合振动研究工作中尚存的有待进一步完善的问题,探讨了今后的研究发展方向。     

齿轮减振降噪方法研究

本文针对某鱼雷推进轴系中的分轴齿轮，分析了激发其振动噪声的环境激励源，讨论了低噪声齿轮设计的参数选择，通过对比试验得到了齿轮噪声辐射量级的主要影响因素。     

鼓形齿联轴器多齿接触数值分析与实验研究

本文首先应用三维弹性边界元方法对一鼓形齿联轴器的多齿接触问题进行了数值计算分析，然后在专用试验台架上作了相关实测研究。通过理论与实验研究，得到并验证了该鼓形齿联轴器在传递额定载荷的条件下，一啮合区内其实际接触齿对数的数值；并为该领域的深入研究和弹性啮合原理的创立提供了一定基础。     

深水桥梁墩水耦合振动试验研究与数值计算

为研究深水桥墩动力特性以及动水压力分布规律,开展了本次墩水耦合振动台试验。通过比较试验结果与ANSYS-CFX计算结果验证了试验数据的有效性。通过数值拟合得到了动水压力沿桥墩截面周边以及水深的变化规律。提出附加刚度法对有水桥墩弹性振动问题进行数值模拟,结果表明:附加刚度法计算结果与试验结果相符,且能较好的解释实验原理;桥墩基频会随着水深的增加而增大,桥墩的响应随着水深的增加而减小;附加刚度法能较好地模拟深水桥梁墩水耦合弹性振动行为。     

热连轧机扭振与轴向振动耦合研究

近年来随着现代轧机装备水平的不断提高, 轧机振动问题显得更加突出和多样化, 成为轧制领域亟需解决的一个世界难题。经过对日本三菱公司的FTSR热连轧机组、德国西马克公司的CSP热连轧机组和中国鞍钢的ASP热连轧机组的振动测试, 发现某轧机扭振与轴向振动频率相同。为了解释轧机轴向振动这一现象, 利用ANSYS有限元谐响应分析模块进行了计算机仿真研究, 获得了在某种条件下轧机扭振与轴向振动会产生耦合振动现象的结论, 为轧机耦合动力学设计提供理论依据。     

含侧隙非线性齿轮传动系统的分岔与混沌分析

建立了包含齿侧间隙的齿轮传动系统非线性动力学模型,引入相对啮合位移将模型降为单自由度系统,并对模型进行无量纲化处理.计算了系统随外载荷和齿侧间隙变化的分岔图与对应的最大李雅谱诺夫指数图,分析了系统动力学特性的变化情况,并计算了周期状态和混沌状态下的相空间轨线、Poincare截面和关联维数,以不同的定性与定量分析方法对系统进行了细致地研究.