轴承载荷对整体齿轮增速式离心压缩机转子动力学行为的影响研究

以一台在役的六级整体齿轮增速式离心压缩机为研究对象,运用流固耦合方法,考虑可倾瓦滑动轴承轴瓦热膨胀的同时,分析不同的载荷大小和载荷角度导致的轴承刚度和阻尼的变化,并在此基础上建立四平行轴系转子系统三维模型,研究不同载荷下齿轮转子系统的不平衡响应规律和动力学行为。 研究结果表明,对齿轮轴系的动力学行为分析,不仅要考虑轴瓦的热膨胀和轴承载荷的变化,还需考虑耦合转子的动力学行为。     

Romax软件在驱动桥齿轮传动系统中的应用

驱动桥作为铰接车传动系统的关键部件,其工作性能对整车性能有着至关重要的影响。本文介绍了Romax软件在驱动桥中的应用,并建立了驱动桥齿轮传动系统虚拟样机,以主动锥齿轮轴为例,进行了静强度校核。结果表明,主动锥齿轮轴满足强度要求。     

双侧双级双圆弧螺旋锥齿轮章动减速器动力学分析

以双侧双级双圆弧螺旋锥齿轮章动减速器为研究对象,综合考虑时变啮合刚度、啮合阻尼、传递误差、齿侧间隙等因素,采用集中参数法建立该类传动系统的12自由度弯-扭耦合非线性动力学模型.以四阶变步长Runge-Kutta法求解该系统的动态响应,并分析激励频率、支承刚度对系统动载荷系数的影响.结果表明,随着激励频率的变化,系统相继呈现出7倍周期、拟周期和混沌响应现象.无量纲激励频率为0.5和1.0时,动载荷系数出现峰值.在支承刚度的0.5～3.5倍范围内,随着支承刚度增大,系统动载荷系数降低.研究结果为后续的章动传动系统动态优化设计提供了理论依据.     

基于分流均衡要求的行星传动基本构件浮动量分析

根据从动力学角度建立的行星传动系统计算模型,考虑系统的误差、工况条件、构件的支承刚度对基本构件浮动量的影响,推导行星传动的动力学方程;计算在载荷分流均衡要求下基本构件的浮动量;分析系统主要设计参数对浮动量的影响,为行星齿轮传动系统的均载结构设计提供依据.研究结果表明系统的浮动量随着对载荷均衡要求、转速、系统行星轮个数、基本构件支承刚度和系统构件误差的增加而增大,各构件的误差对系统浮动量的影响有累加作用;系统的误差、工况条件、构件的尺寸参数和支承刚度等因素均影响系统的浮动量,在实际分析中要予以考虑.     

航空发动机齿轮传动系统动力学特性研究

以航空发动机两级弧齿锥齿轮传动系统为研究对象,建立了弯—扭—轴三维空间16自由度耦合动力学模型。在模型中考虑了时变啮合刚度、静态传递误差和齿侧间隙等非线性因素,并结合航空发动机高压转子质量大、轴向力大的特点,在动力学方程中将安装在高压轴上的弧齿锥齿轮的质量取为高压转子整体质量;并在该齿轮轴向方向模拟了轴向力。以发动机传动系统实际参数作为动力学方程系数,无量纲化后通过引入状态变量并使用五阶变步长自适应Runge-Kutta数值方法求解,得到系统在慢车、巡航和最大状态下的响应,与该发动机实测数据基本吻合。并且研究了轴向力、输出功率和高压转子质量不平衡量对系统响应的影响。结果表明合理控制轴向力、输出功率和高压转子质量不平衡量可以改善发动机振动情况。     

机床主轴-轴承系统热-力耦合模型及其动态性能研究

为了研究机床主轴系统在高速运转情况下的动态性能变化,建立了一种主轴-轴承系统的热-力耦合模型,该模型包括了主轴转子和轴承模型.采用有限元法得到主轴转子模型,该模型考虑了主轴的离心效应、陀螺力矩和轴承刚度软化效应.通过对Jones非线性轴承模型进行改进获得了轴承模型,它考虑了主轴与轴承的初始装配过盈量、离心力、温升等因素导致的轴承内圈径向变形及预紧力的变化.理论仿真结果表明:轴承内圈离心膨胀以及内外圈热膨胀会导致轴承刚度增大,而对于背靠背的轴承配置形式,热诱导预紧力会导致轴承刚度减小.此外,主轴离心效应比轴承的刚度软化对主轴-轴承系统动态特性的影响更明显.     

轴承刚度对船舶轴系振动特性的影响研究

针对某船舶轴系进行了三维几何建模,对不同位置、不同刚度的轴承条件下的轴系周有振动特性进行了分析,得到了不同位置不同刚度的轴承对船舶轴系固有振动特性的影响。计算结果表明,不同位置轴承刚度的变化对船舶轴系固有振动特性的影响有很大的不同。在所有的轴承中,船舶前后艉架轴承和船舶艉管轴承对船舶轴系的振动特性影响最大,同时这些轴承工作条件恶劣,在船舶正常运行过程中刚度要发生很大的变化,因此在船舶运行过程中必须时刻注意这些轴承的性能变化。其它位置处的径向轴承由于刚度相对较大,而且刚度不易发生变化,因此对船舶轴系的振动特性影响较小。而推力轴承刚度的变化影响只影响轴系的高频振动,对船舶轴系最关注的低频振动来说,影响可以不计。     

灯泡贯流式机组轴系统的横向自振特性

利用有限单元法，考虑陀螺效应等因素，编制机组轴系统横向振动的自 振频率计算的计算机程序并计算轴系的自振频率．然后，分析油膜刚度以及 轴承座和基础的弹性对轴系自振持性的影响．结果表明：油膜轴承的交叉刚 度、陀螺效应以及轴承座和基础的弹性对轴系的自振特性的影响非常显著； 因此，在计算轴系的自振频率时，非常有必要考虑这些因素的影响．     

提高螺旋锥齿轮传动抗胶合能力的最佳轴向力匹配

螺旋锥齿轮传动在载荷作用下产生的相对错位,对齿轮副的胶合失效有很大的影响,一般错位量越大,越容易产生胶合。而引起一对锥齿轮相对错位的原因是滚动轴承在综合轴向力作用下产生的轴向弹性变形和位移。用最佳轴向力匹配的方法使这种变形和位移最小,从而提高螺旋锥齿轮的抗胶合能力     

考虑时变啮合刚度的船用高速斜齿轮动力学特性分析

为了研究时变啮合刚度对船用斜齿轮传动系统动力学特性的影响,以某船用高速斜齿轮副为研究对象,首先建立了考虑时变啮合刚度的斜齿轮弯-扭-轴耦合动力学模型,并采用改进的基于承载接触分析(Loaded Tooth Contact Analysis,LTCA)的时变啮合刚度计算方法,计算并拟合出时变啮合刚度曲线;然后分析了特定时变啮合刚度激励条件下转速升高对系统振动情况的影响,以及9 000 r/min和12 000 r/min时不同时变啮合刚度激励下的系统振动特性。分析结果表明,时变啮合刚度激励下,在非共振区转速变化对系统振动特性的影响不显著。齿轮副平均啮合刚度值增大会使振动幅值减小,但共振转速会发生改变,即系统固有频率会发生改变,另外时变啮合刚度波动幅值增大会使振动加剧但不改变系统固有频率。本文研究可为高速斜齿轮传动的设计和工程应用提供一定的参考依据。     

多支承轴系轴承受力与刚度的有限元迭代计算方法

为了准确计算多支承轴系中每一个轴承的受力与刚度,分析预紧力对轴承刚度的影响,提出了一种基于有限元分析的迭代计算方法.该方法考虑了主轴受载后轴承受力与刚度的相互影响关系,在轴系和单轴承的有限元模型中利用受力-变形-刚度关系式进行迭代求解,以此寻找轴承受栽后的平衡状态.通过与典型数值计算结果的比较可以看出,所提方法解算出了每一个轴承的受力和刚度,解决了多支承轴系的超静定问题和支承一轴承受力分配问题.通过轴承受载变形实验同时验证了方法的正确性.     

非均布高温钢结构梁单元切线刚度方程

基于广义Ｃｌｏｕｇｈ模型,建立了高温下的钢结构单元单元切线刚度方程,该方程考虑了材料非线性和几何非线性的影响,同时考虑了单元截面非均匀分布的影响,并用等效温度荷载较好地节热膨胀效应,该单元刚度方程形式简单,计算量小,便于工程实际应用。     

考虑轴柔性的二级齿轮减速器振动噪声研究

针对齿轮箱在实际运行过程中存在的轴系变形问题,提出了一种二级齿轮减速器在多源时变激励作用下振动噪声的计算方法。综合考虑齿轮、轴承时变刚度以及误差激励的影响,并引入二级齿轮相位关系,采用有限元法建立了计入轴柔性的二级直齿轮-轴-轴承系统耦合动力学模型。通过Newmark时域积分法求解系统动力学方程,得到各轴承动载荷,并分析了传动系统的固有特性及轴的静变形特征。采用有限元法对齿轮箱进行模态分析,提取箱体各阶固有频率与振型。以轴承频域动载荷为齿轮箱激励,利用模态叠加法计算得到齿轮箱的振动响应,并采用声学边界元法对齿轮箱的辐射噪声进行了计算。分析了轴柔性和转速对轴承动载荷与箱体辐射噪声的影响。仿真结果表明:计入轴柔性后,轴承动载荷波动幅值降低,激励频率成分也随之减少;在低频段200～900Hz与高频段1 800Hz附近,箱体的主要共振模式发生改变,顶部场点噪声有所降低;随着转速的升高,激起了传动系统轴系弯曲振动模式,并引起传动系统振动幅值增大,且齿轮箱顶部场点噪声明显大于两侧场点噪声。研究结果可为减速器的减振降噪设计提供理论参考。     

含超越离合器的弧齿锥齿轮非线性动态特性分析

为使含超越离合器的弧齿锥齿轮系统具有良好的动态性能,采用集中参数法建立了三自由度横向-扭转耦合动力学模型,并运用龙哥-库塔法则对非线性系统进行了数值求解,研究了超越离合器扭转刚度对锥齿轮传动副动态传递误差、动载系数以及离合器溜滑角的影响。研究结果表明:1)离合器扭转刚度对锥齿轮传动副动态传递误差及低频内的动载系数影响明显;2)离合器扭转刚度不影响高频内的动载系数;3)离合器扭转刚度越大,溜滑角越小,系统灵敏度越好。     

船舶主机安装偏差对轴系校中质量的影响分析

针对轴系校中质量评价问题,以船舶主机安装偏差为变量,采用理论分析和数值计算相结合的方法,分析和讨论了船舶轴系校中校核过程中轴承负荷的有效性,所得结果在规范规定的误差范围内。但目前船厂采用的顶举法轴系校中校核所得轴承负荷值不能反映船舶主机安装偏差而带来的船舶轴系静力学变化,影响了对轴系校中质量的有效评价;由此本论文提出了多点顶举线性拟合校核方法,作为更精确科学的轴系校中质量评价方案。     

某打浆机齿轮组偏载问题的研究

针对某打浆机侧传动系统齿轮组所存在的严重偏载现象,采用齿轮微观修形的方式,利用Romax研究了齿轮单侧齿端修薄、双侧齿端修薄、鼓形修整及各方法修形量对齿轮偏载的改善情况。仿真结果表明,各种修形方法在合理的修形量范围内都能够改善齿轮偏载现象,但对齿轮啮合错位量几乎没有改善。在此基础上,得出该机器出现偏载现象主要是由轴的弯曲刚度不足引起。通过增加机器传动轴的弯曲刚度,结合鼓形修整,可得到较为理想的齿向载荷分布。     

正齿轮传动的动载荷影响因素分析

本文用状态空间方法计算了各种单级和多级齿轮传动系统的动态特性,分析了齿轮参数和齿轮误差对传动系统动态性能的影响,并研究了多级齿轮传动系统中联接轴扭转刚度和各级齿轮啮合刚度相位排列对系统动态的影响,为高速齿轮设计提供了指导性的意见。     

滑动摩擦和啮合相位对齿轮中心双流传动动力学的影响

为了研究滑动摩擦和相位调谐对齿轮中心双流传动动力学的影响,建立了考虑时变啮合刚度、阻尼、滑动摩擦、相位及支承刚度和阻尼的齿轮中心双流传动系统扭转－横向振动耦合模型。通过对渐开线直齿轮副啮合过程的分析,推导了系统中与摩擦有关的计算公式,并采用数值仿真法研究了滑动摩擦、相位调谐对齿轮动态传动误差和支承动载荷的影响,研究结果表明滑动摩擦对齿轮支承动载荷影响很大,采用相位调谐可有效地降低系统动态传动误差及中心轮的支承动载荷。     

弧齿锥齿轮啮入冲击理论分析

为了改善弧齿锥齿轮的振动与噪音,基于弧齿锥齿轮啮合传动特点,应用机械动力学理论,建立考虑轮齿受载变形的弧齿锥齿轮啮入冲击数学模型,结合齿面接触分析(TCA)和承载接触分析(LTCA)分析计算初始啮合点的位置,并根据齿轮受载变形和载荷分配系数拟合出啮入点的啮合刚度;进而推导出啮入冲击,并分析了齿轮副的负载和输入转速对啮入冲击的影响.研究结果表明:齿轮副的负载和输入转速都会对啮入冲击产生较大的影响;在不发生边缘接触的情况下,随着负载的增大,初始啮入点逐渐向主动轮齿根移动,冲击速度逐渐增大,啮入冲击也逐渐增大;输入转速的增大会直接增大冲击速度,进而使得啮入冲击增大;与负载相比,转速对啮入冲击的影响更大.     

考虑齿顶修缘的斜齿轮传动振动响应分析

渐开线斜齿轮进行适当修形后,可以有效地改善其啮合性能,降低噪音和延长齿轮的使用寿命。利用建立未修缘以及含不同齿廓修缘量的斜齿轮有限元模型,通过轮齿承载接触分析得到不同修缘量斜齿轮的静态传递误差和啮合刚度;在考虑齿顶修缘影响的基础上,建立了具有12个自由度的平行轴系斜齿轮转子系统动力学模型,将得到的时变啮合刚度应用于系统动力学模型中,研究不同修缘量对斜齿轮传动振动响应的影响规律。研究结果表明:在一定范围内,随着修缘量的增加,斜齿轮系统的径向振动和啮合力幅值明显降低,但当修缘量达到21μm后其幅值有增大趋势。研究结果对确定斜齿轮的最优修形量和分析修形斜齿轮的振动特性具有重要意义。