三级直齿圆柱轮减速器的非线性数学模型

非线性数学模型是开展非线性系统研究工作不可缺少的基础之一，文章在对级间耦合简化的基础上建立了三级直齿圆柱齿轮减速器的多自由度非线性数学模型，该数学模型首先用非线性微分方程组来表达，然后将其化为状态变量空间表达形式，它可直接用于非线性微分方程的求解，也可作适当的简化以满足不同场合的需要，该模型在计算中应用了解刚性方程的方法，在大多数直齿圆柱齿轮传动的应用场合，都可以给出相当精确的结果，此模型给出的解     

两级圆锥—圆柱齿轮减速器等强度优化设计

介绍了两级直齿圆锥—斜齿圆柱齿轮减速器等强度优化设计的数学模型及优化方法的选取.     

圆柱齿轮减速器的最小体积优化设计

提出了一种基于惩罚函数法的直齿圆柱齿轮减速器的优化设计方法,以体积最小为优化设计的目标,给出了优化模型,最后通过实例证明了这种优化设计方法的优越性。     

高副接触摩擦学设计模型的构建

给出了直齿圆柱齿轮传动的强度设计模型 ,建立了润滑设计准则 ,并进而建立了直齿圆柱齿轮传动的摩擦学设计模型     

两级直齿圆柱齿轮减速器的优化设计

采用约束随机方向法对两级直齿圆柱齿轮减速器进行经设计。在保证减速器的传动比和承载能力不变的前提下，获得更小的中心距。     

时变啮合刚度作用下直齿与斜齿圆柱齿轮的振动特性分析

作为传递动力与能量的关键部件,齿轮系统在石油石化装备中有着十分广泛的应用。针对常用的直齿与斜齿齿轮传动系统,分别利用能量法与累计积分能量法建立了直齿与斜齿圆柱齿轮齿的变截面悬臂梁模型,对比分析了直齿与斜齿圆柱齿轮系统时变啮合刚度的基本特性。利用集中参数法,分别建立直齿与斜齿圆柱齿轮齿的弯扭耦合振动模型。利用Nemark-β数值积分法对模型进行了仿真求解,对比分析了时变啮合刚度作用下直齿与斜齿圆柱齿轮系统的振动特性。结果表明:直齿圆柱齿轮时变啮合刚度存在阶跃性突变,而斜齿圆柱齿轮时变啮合刚度波动较为平稳。由于直齿圆柱齿轮时变啮合刚度的阶跃性突变,直齿圆柱齿轮的振动幅值与冲击响应要远远大于斜齿圆柱齿轮。本文阐明了直齿与斜齿圆柱齿轮在时变啮合刚度及振动响应上的异同点,从动力学分析的角度揭示了斜齿圆柱齿轮系统传动平稳的内在机理,可为齿轮传动系统的减震降噪及结构优化提供理论基础。     

齿轮的测绘及复制

探讨了机械设备中损坏齿轮的测绘及复制问题。给出了直齿圆柱齿轮及斜齿圆柱齿轮基本参数的测绘方法及相应的计算公式，并举例说明了其应用。     

二级斜齿圆柱齿轮减速器齿轮传动CAD

针对展开式二级斜齿圆柱齿轮减速器的齿轮传动进行了优化设计，并利用优化结果，进行齿轮结构的计算机辅助绘图。文中的优化数学模型是以减速器的总中心距作为目标函数，以齿轮的强度要求，不干涉条件及润滑等条件作为约束条件，采用复合形法进行优化。     

基于MATLAB的二级圆锥-圆柱齿轮减速器优化设计

为了得到二级圆锥-圆柱齿轮减速器的传动比最优分配,提出了一种简便实用的优化设计方法,从齿面接触疲劳强度要求出发,使减速器展开长度最小,并从齿根弯曲强度要求出发,使减速器体积最小,建立多目标优化设计数学模型.基于MATLAB优化工具箱对二级圆锥-圆柱齿轮减速器进行优化设计得到全局最优解,结果表明该方法简单有效,编程量小,提高了设计效率和质量.     

基于复合一遗传算法斜齿轮减速器优化设计

针对标准复合形算法在设计变量较多时容易陷入局部最优的缺点,提出了复合形一遗传算法．建立了两级斜齿圆柱齿轮减速器的结构参数优化模型,并开发了相应的计算程序．以齿轮中心距之和为优化目标,在所确定的约束条件下,采用复合形一遗传算法对两级斜齿圆柱齿轮减速器进行结构参数优化设计．结果表明,减速器原方案并不是最优方案,尚有较大的优化空间,同时优化结果也证明该优化设计方法的可行性．     

单级齿轮传动系统非线性动力学特性分析

建立综合考虑齿侧间隙、时变啮合刚度、综合啮合误差等因素下的直齿轮副的单自由度非线性动力学模型,利用变步长Runge-Kutta法对单自由度运动微分方程进行数值求解.结合系统的分岔图、相图、Poincaré映射图以及FFT频谱图,分析系统在不同侧隙值下,啮合刚度变化时的动力学特性,得到系统的混沌运动形成过程.结果表明侧隙值影响到系统倍化分岔的临界值,而对系统的叉式分岔及其分岔值没有影响.     

转速及扭矩对啮合齿轮副非线性特性影响分析

综合考虑时变啮合刚度、啮合阻尼、齿侧间隙、啮合误差等因素,建立了两自由度直齿轮副非线性动力学模型.用4阶变步长Runge-Kutta算法对微分方程进行了数值求解,统计了迭代过程中轮齿啮合状态比例,研究了转速和扭矩对动态传递误差的影响.研究表明:随着转速增加,轮齿啮合状态发生变化,解释了动态传递误差的周期、混沌响应和误差幅值跳跃现象;随着扭矩的增大,出现跳跃现象的转速增加,幅值变化也增大,但轮齿冲击减少.     

非线性微分方程教学中的Maple辅助

用数学软件Maple实现了非线性微分方程中的三类典型问题的求解,并用于辅助常微分方程中的非线性微分方程的教学。     

单自由度齿轮系统非线性动力学特性分析

建立了综合考虑齿侧间隙、时变啮合刚度、综合啮合误差等因素的直齿轮副的单自由度非线性动力学模型,利用变步长Runge-Kutta法对单自由度运动微分方程进行数值求解.结合系统的分岔图、相图、Poincaré映射图以及FFT频谱图,分析了系统在不同侧隙值下,阻尼比变化时的动力学特性,得到了系统的混沌运动形成过程.     

行星齿轮传动啮合效率分析

齿轮的基本啮合效率是计算行星齿轮传动效率的基础．指出了齿轮传动在升速和减速时基本啮合效率不相等,升速时比减速时要高,这不同于以往的观点．为论证此结论,采用了一种新方法,分析了内啮合、外啮合直齿轮和斜齿轮传动的基本啮合效率,推导了它们在升速和减速两种状态时,基本啮合效率精确的计算公式,并以2K-H行星齿轮传动为例进行了分析．     

一类单自由度齿轮系统动力学特性分析

建立了考虑齿侧间隙、时变啮合刚度等因素下的单自由度齿轮系统非线性动力学模型,采用变步长Runge-Kutta法对系统运动微分方程进行数值求解.结合系统的分岔图、Lyapunov指数图、相图、庞加莱映射图、时间相应图,分析系统随阻尼比变化时的动力学特性和啮合刚度对系统的影响,得到系统的混沌运动形成过程.结果表明,随着阻尼比变化,系统表现出丰富的动力学特性,同时啮合刚度影响系统的分岔点位置.     

渐开线直齿轮轮齿载荷及应力计算方法

齿轮在工作过程中,由于存在单对齿与双对齿的交替啮合、齿轮的啮合点位置不断发生变化、齿轮在啮合中产生弹性变形等原因,使得齿轮的载荷十分复杂,要精确计算齿轮啮合过程的受力较为困难。对渐开线直齿轮的啮合过程进行了分析,建立了齿间载荷分布的基本力学模型,分析了齿轮啮合过程的变形协调关系,推导了参与啮合的轮齿所发生的各种挠曲变形和弹性接触变形的计算模型,进而建立了能够精确计算齿轮啮合过程中受力的计算方法。通过一个具体的计算实例,计算了齿轮啮合过程中齿面受力、齿根应力和齿面接触应力的变化规律,并用曲线进行描述。此计算方法能够较为精确地计算齿轮在啮合过程中不同位置的受力和应力,为精确进行渐开线齿轮的力学分析提供了一种有效的新方法。     

渐开线直齿圆柱齿轮的参数化三维造型

介绍了在 Auto CAD 2 0 0 0环境下运用 VBA编程实现渐开线直齿圆柱齿轮的参数化三维造型。通过屏幕对话框输入齿轮的参数后 ,程序即可对有关的设计计算、数据处理、图形绘制进行综合处理并生成齿轮的三维模型。此方法造型速度快 ,精度高 ,是对 Auto CAD三维造型功能的一个扩充。     

风力发电机齿轮传动系统的动态优化设计

同时考虑时变啮合刚度、啮合误差以及风速变化引起的外载荷波动,建立了1.5MW风力发电机齿轮传动系统的集中参数模型,并利用谐波平衡法,得到时变振动微分方程的解析解。在此基础上,建立了以各构件的振动加速度和系统体积/质量为目标函数的多目标动态优化模型,利用混合离散变量组合型法对其进行求解。计算结果表明,提出的系统建模和优化设计方法,可有效降低风电齿轮箱的振动水平和质量,为低噪声、低成本的风电齿轮箱的设计提供参考。     

高温固液相变贮能装置的传热分析

利用焓法建立了贮能装置的传热数学模型,利用控制容积法对控制方程进行离散,区域离散采用内节点法,并采用完全显示格式对代数方程进行求解．最后分析了计算结果,指明了下一步工作方向．