基于Workbench的齿轮啮合振动分析

齿轮的振动能快速、全面地反映其运转状态,有限元法能更为准确模拟轮齿啮合过程,求解啮合刚度进而研究其振动响应。联合利用Hypermesh和Workbench对啮合齿轮模型进行有限元仿真,得出齿轮啮合时变刚度。利用MATLAB求解齿轮系统动力学模型得到动力学响应。通过机械式封闭功率流试验台对仿真结果进行试验验证。试验结果表明仿真分析得到的结果与试验结果基本相符。利用有限元方法求解啮合刚度进而研究振动响应有更高的可靠性和准确性,为齿轮振动的研究及改善提供方法参考。     

考虑齿背啮合的齿轮系统动态接触与动力学耦合分析

为更深入地研究齿背啮合对齿轮系统非线性动力学响应的影响,提出了一种考虑齿背啮合的齿面动态接触与系统动力学耦合分析方法。首先,通过分析齿背啮合机理,揭示了齿背啮合与正常啮合的模型差异及相位关系。然后,建立了考虑齿背啮合的齿轮系统动力学模型,并结合齿轮副动态承载接触分析（DLTCA）模型,提出了系统“激励—响应—反馈”闭环的动力学耦合分析方法。该方法不仅考虑了振动位移对齿面动态接触状态的反作用,还考虑了齿侧间隙、齿面误差等因素的影响,可得到更为真实的齿轮动态啮合刚度及系统响应。研究结果表明：齿背啮合主要影响系统降速阶段的振动,对升速阶段的影响并不明显;增大齿侧间隙会增大齿轮系统的主共振转速区间,且系统振动对齿侧间隙变化的敏感度会随着间隙的增大而减小;当齿侧间隙较小时,其主要通过齿背啮合来影响系统的非线性振动特性;齿背啮合不但会改变系统发生混沌的转速,而且会改变同一转速下的混沌状态。该文研究结果可为齿轮系统的非线性动力学控制提供一定的理论指导。     

双压力角非对称齿轮齿廓滑动系数的分析

双压力角非对称齿轮具有承载能力大、振动小、噪声低、寿命长等优点。齿廓滑动系数是齿面磨损的重要评价指标之一,其大小反映了齿面的磨损程度。文中根据齿廓滑动系数的定义,结合双压力角非对称齿轮啮合传动特点,推导出齿廓滑动系数的数值计算公式,并从压力角、模数等方面对单(双)模数双压力角非对称齿轮齿廓滑动系数进行分析。仿真结果表明,为了降低齿廓滑动系数,减轻齿面磨损,提高啮合效率,可采取提高工作侧压力角、增大齿轮模数及齿数比等措施。     

外啮合变位齿轮传动法向齿侧间隙几何分析法

通过几何分析的方法,导出外啮合渐开线变位齿轮传动中心距略变大时,法向齿侧间隙的计算公式,并以实侧分析了对法向齿侧间隙的影响程度,导出了法向齿侧隙与啮合角及变位系数之间的关系式,供齿轮传动设计时参考。     

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...     

蜗杆式振动珩齿珩磨啮合纹路研究

研究和分析了蜗杆式振动珩齿时,被珩齿轮齿面上的珩磨啮合轨迹,以及在不同珩磨运动参数下,齿面上珩磨啮合纹路的形式。     

裂纹齿轮时变啮合刚度与传动系统振动机理

研究齿轮裂纹对时变啮合刚度和振动特性的影响机理。首先,将齿轮齿廓分为过渡曲线、渐开线非啮合区和渐开线啮合区3个部分建立精确的齿廓模型,再结合势能法改进时变啮合刚度计算方法。其次,建立齿轮裂纹分析模型,将裂纹扩展路径和有效厚度的限制线分别假设为直线和抛物线,根据几何法和裂纹终止点的位置,改进有效截面积和截面惯性矩的计算方法,求解不同裂纹状态下的时变啮合刚度曲线。最后,建立六自由度裂纹齿轮故障动力学模型,采用龙格-库塔法求解不同裂纹下齿轮传动系统的振动特性和幅频特性,通过小波变换对振动特征进行时频分析。同时,采用统计指标的方法,研究齿轮裂纹对传动系统振动响应的敏感度。研究结果表明：裂纹齿轮在啮合过程中会产生冲击特征,随着裂纹情况的加剧,冲击加剧;峭度对振动响应最为敏感。     

齿轮传动的动态啮合刚度

本文提出齿轮传动的静态啮合刚度和动态啮合刚度概念.导出了这两种啮合刚度的计算式,讨论了齿轮误差和转速对动态啮合刚度的影响.用模拟计算,分析了各种刚度模型对动态性能的影响.结果证明,本文提出的动态啮合刚度模型比其它刚度模型较合理.     

非对称渐开线圆柱齿轮建模与扭转振动仿真

为研究非对称渐开线圆柱齿轮的动力学特性,在对传统的非对称齿轮扭转振动模型进行动力学等价变换的基础上,建立了基于虚拟样机技术的非对称齿轮动力学模型. 利用该模型,综合考虑齿轮啮合过程中时变啮合刚度和啮合阻尼的影响,进行对称及非对称齿轮振动特性的时域和频域分析,并与数值仿真和实验研究的结果进行比较. 结果表明:该模型仿真与数值仿真和实验研究的结果相吻合.     

非对称渐开线圆柱齿轮的动力学特性

通过对非对称渐开线圆柱齿轮传动的啮合特性分析,建立了齿轮动力学模型,并利用数值积分和数值仿真方法对其进行了非线性振动研究.针对齿轮传动的时变刚度特点,比较了标准齿轮与非对称齿轮的振动特性.结果表明:在同等工况下,非对称齿轮比标准齿轮具有更良好的动力学特性.     

振动条件下齿轮副的运动特征

根据齿轮系统的振动运动,建立了在振动条件下齿轮副实际中心线方程和理论啮合线方程,分析论证了实际中心线和理论啮合线的运动及实际啮合线的形态.结果表明,由于系统振动的原因,齿轮副的实际中心线和理论啮合线是以平面运动方式变化的,实际啮合线(即啮合点的轨迹)是一条曲线.同时,系统振动还使啮合齿对提前或迟后进入啮合、提前或迟后退出啮合.     

以振动最小为目标的汽车变速箱齿轮动态优化设计

提出将一对相互啮合的渐开线圆柱斜齿轮简化为双质块双弹簧振动模型的解题思路.根据这一振动模型,推导了齿轮副的平均单齿刚度、单对轮齿啮合综合刚度、有效质量、固有频率与临界转速等一系列计算公式.以振动最小为优化目标函数,对汽车变速箱的高速级斜齿轮传动进行动态优化设计,得到满足实际需要的最优化参数.     

双模数大排量齿轮泵动态特性仿真研究

设计双模数啮合齿轮泵,对主、从动齿轮啮合过程及接触强度进行了仿真研究.将两种不同模数的齿轮进行匹配,设计双模数主、从动齿轮,提高齿轮的排量;以刚度、阻尼、摩擦系数模拟齿轮之间的油膜间隙,对主、从动齿轮的工作过程进行仿真研究,再利用Workbench对主、从动齿轮进行接触有限元分析.计算分析结果表明:双模齿轮泵排量是同体积齿轮泵的2～6倍,齿轮泵工作时,第一对小齿啮合时接触应力最大,从动齿轮工作过程中的变形量大于主动齿轮,两齿轮的安全系数较大,强度能够满足使用要求.     

行星齿轮装置轴系的扭转振动模型分析

行星轮机构几何运动关系较复杂，如何建立有效的动力学模型一直深得关注。剖 析了用于扭转振动的单惯量轴系模型和常规回转振动模型，推荐了作者所建立的两种 新模型──抽象平面杆系模型和等效轴系模型。通过分析比较，说明单惯量轴系模型 与常规回转模型均有一定的局限性。抽象平面杆系模型虽形式不直观，但可全面体现 行星齿轮装置内部的几何与动力学关系，并易于联接轴系；等效轴系模型经过了深入 地数学加工，是最具实用价值的扭转振动计算模型。     

带有动力吸振器的浮筏隔振系统的功率流传递特性分析

在传统浮筏隔振系统的弹性筏架上附加动力吸振器以提高系统的隔振性能.以功率流为指标,从理论上分析了方法的有效性.利用结构导纳综合法建立了有、无动力吸振器的弹性浮筏隔振系统模型;通过考察功率流传递特性,从能量的观点分析比较了相应复杂耦合隔振系统的隔振性能;通过算例探讨了吸振器的类型、安装位置和结构参数等因素对浮筏隔振系统隔振性能的影响.     

永磁行星齿轮传动系统受迫振动分析

获得满意的传动系统动力学特性需要合理选择设计参数.为此,对永磁行星齿轮传动系统受迫振动时域和频域响应进行了求解,分3 种激励条件对该系统进行了时域和频域响应分析,讨论了系统磁性能参数对该系统频域响应的影响规律.结果表明：只考虑输出端激励时系统各部件动态位移响应较只考虑输入端激励时大,磁性能参数对各构件的低频振幅影响比较大,进行结构设计时要合理选择参数,避免系统各部件产生较大的振动.     

大型直线振动筛的动力学分析

对大型振动筛的振动系统进行动力学分析，建立力学模型、运动微分方程，即可知振动质量、弹簧刚度、偏心质量与振幅之间的关系，并且分析了由不平衡激振力引起的异常运动，为振动筛的设计与制造提供方便。     

径向井转向器滑道导入段阻力模型及其多项式解

径向井滑道导入段是径向井转向器滑道的组成部分。当钻杆初始通过转向器时,导入段诱导钻杆发生弯曲。当钻头离开导入段后,导入段与钻杆不再接触。导入段轨迹设计要求导入段对钻杆的阻力小,阻力波动小。通过分析钻杆在导入段的受力,建立了钻杆导入段阻力与导入段轨迹之间的微分方程,采用多项式函数逼近该一阶非线性微分方程真解的方法,研究了直线型、抛物型及三次多项式导入轨迹的阻力特性。研究结果表明,导入段轨迹设计应以抛物型或三次型曲线为主;运用局部坐标法设计的三次型导入轨迹,可以达到实际操作对导入轨迹阻力波动的要求。