面齿轮-行星传动串联系统固有特性研究

采用集中参数法建立了面齿轮-行星传动串联系统的平移-扭转耦合动力学模型,对该系统的固有频率进行求解.对系统的振动模式进行分析,计算了模态应变能和模态动能,研究了啮合刚度、支撑刚度、扭转刚度和构件质量对固有频率的影响.结果表明:系统的固有频率重根数有3种,即一重根、二重根、三重根.振动模式分别为:面齿轮扭转-轴向振动,中...     

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.     

重合度对直齿行星齿轮传动的影响

建立了单级2K-H渐开线行星齿轮传动的集中质量参数型振动模型，将齿轮啮合的刚度近似等效成时变分段线性的弹簧刚度．分析了系统因时变啮合刚度激励而引起的稳态振动．得出了在2K-H渐开线行星齿轮的传动中，齿轮的动载荷与齿轮间的重合度相关；在无阻尼状态下太阳轮一行星轮的动态啮合力小于行星轮一内齿圈的啮合力．     

齿轮传动系统随机振动模型与仿真

除考虑齿轮的齿侧间隙、时变啮合刚度、综合啮合误差和轴承纵向响应外,还考虑了由扭矩波动引起的低频外激励和齿轮阻尼比、齿侧间隙、激励频率、啮合刚度的随机扰动,根据牛顿定律建立了单对三自由度直齿齿轮传动系统的动力学方程.利用系统的分岔图、相图、时间历程图、Poincaré映射图、李雅普诺夫指数和功率谱图分析了齿轮传动系统在齿轮时变啮合刚度变化下的动力学特性,以及啮合刚度的随机扰动对系统动力学的影响.数值仿真表明,随着齿轮时变啮合刚度的增大,齿轮传动系统从周期运动通过倍化分岔通向混沌运动;在啮合刚度的随机扰动不是很大时,系统解的周期结构不会发生大的变化.     

齿轮-箱体-基础耦合系统的振动分析

建立了齿轮传动系统集中质量模型,采用子结构法通过箱体有限元模型提取其集中质量参数,采用间接物理参数识别法通过基础加速度导纳提取其模态参数并转换为集中质量参数,并根据界面协调条件建立了齿轮-箱体-基础耦合系统的动力学模型.以单级斜齿轮传动装置为例,计算了耦合系统在齿轮时变啮合刚度激励下的齿轮动态传递误差、轴承支反力及箱体振动.耦合箱体与基础前后的系统动力学分析对比表明:箱体及基础柔性对齿轮动态传递误差的影响较小,而对轴承支反力波动及箱体振动的影响较大;耦合模型能更准确地反映系统的动态特性.     

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。     

非等模数非等压力角NGW型行星齿轮系静力学均载行为

建立非等模数非等压力角NGW型行星齿轮系的计算模型,针对各齿轮的偏心误差和齿频误差,运用当量啮合误差原理和浮动构件的静力平衡关系,推导出该系统的静力学方程;对方程进行求解并与等模数等压力角系统的均载特性进行比较,同时还讨论太阳轮(或内齿轮)压力角、齿轮误差、啮合刚度与支撑刚度对该系统均载特性的影响.研究结果表明:非等模数非等压力角行星齿轮系有着较好的均载效果,其均载特性不会随着压力角改变而产生大的波动;太阳轮浮动支撑机构对系统的均载特性有很大的改善;选择误差相同的行星齿轮、减小太阳轮和行星轮的支撑刚度均有利于系统均载.     

用状态空间方法的齿轮传动系动态分析

本文以状态空间形式推导了单级和多级齿轮传动系动态过程和稳定性的计算方法，讨论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的相位组合对系统动态的影响．并以遥测技术在齿轮动载实验台上测试了齿轮传动中的齿根动应力过程，验证了理论计算的正确性。     

内载荷激励下齿轮系统分岔和混沌特性分析

建立了一种单自由度直齿轮副系统的非线性动力学模型,该模型综合考虑引起齿轮内载荷的时变啮合刚度、齿轮传动误差和啮合冲击等因素.运用五阶自适应Runge-Kutta方法给出了系统随内载荷变化的分岔图及其相对应的最大Lyapunov指数图,并结合相图、Poincare映射图、动载荷和FFT频谱图对系统的动力学特性进行了分析.结果表明,较小的内载荷有利于齿轮保持稳定的运行.另外,通过齿轮的动载荷历程,得到了齿轮的啮合冲击状态与系统参数之间的关系.     

齿轮轴系弯扭耦合振动特性

以某大型压缩机转子系统为研究对象,计及机组和支承的弹性变形和齿轮的时变啮合刚度,结合转子动力学,建立了齿轮转子系统的有限元模型,综合分析了齿轮转子系统的弯扭耦合振动特性.探讨了膜片联轴器、啮合刚度以及支承刚度、支承阻尼对齿轮转子系统固有频率和稳定性的影响.结果表明,啮合刚度对系统临界转速的影响不大,而对系统处于高阶模态时的稳定性影响较显著;膜片联轴器的中间轴段质量、膜片数目、膜片厚度等以及支撑的刚度、阻尼对系统的临界转速和稳定性都有一定的影响.     

单级直齿轮减速器的优化系统开发

为了提高减速器产品的设计质量和效率,设计了一种基于单级直齿轮减速器的优化系统。该系统以单级直齿轮减速器设计理论、人工智能和数据库技术为基础,采用结构化分析、设计和面向对象的方法,进行软件系统的分析设计,以确保系统的开发质量、可靠性与实用性。为证明该系统的可行性,以此系统设计的直齿轮减速器为例进行验证,结果表明,系统的可行性较好。     

非正交面齿轮传动系统的耦合振动分析

为研究非正交面齿轮传动系统的非线性动力学特性,基于集中参数理论,建立包含齿侧间隙、传动误差、时变啮合刚度、啮合阻尼、支撑刚度、支撑阻尼和激励频率等参数的弯-扭耦合非线性动力学模型.采用龙格库塔数值积分方法对系统的动力学方程进行求解,分析不同的激励频率对非正交面齿轮传动系统的动态响应的影响.通过对时间历程图、平面相图、Poincare截面图和FFT频谱图的分析和比较,传动系统会出现简谐响应、2周期次谐波响应、拟周期响应及混沌响应.     

船用齿轮箱多体动力学仿真及声振耦合分析

基于多体系统动力学理论,综合考虑齿轮副时变啮合刚度、齿侧间隙、轴承支撑刚度等内部激励以及螺旋桨外部激励,建立了含传动系统及结构系统的船用齿轮装置多刚体系统动力学模型,计算了齿轮副动态啮合力及轴承支反力;对齿轮箱及支座进行柔性化处理,形成多柔体系统动力学模型,采用模态叠加法计算了箱体表面的动态响应.而后以多体动力学分析所得的轴承支反力频域历程为边界条件,建立了箱体声振强耦合分析模型,预估了齿轮箱表面声压及外声场辐射噪声.结果表明,齿轮副动态啮合力、轴承支反力以及箱体动态响应频域曲线的峰值均出现在齿轮副的啮合频率及其倍频处;仿真所得的箱体振动加速度及外声场辐射噪声与齿轮箱振动噪声试验台架实测结果吻合良好.     

封闭差动行星传动系统中心轮动力学浮动量分析

基于集中参数振动理论,建立采用中心轮浮动的封闭差动行星传动系统动力学模型.考虑支撑的弹性变形、啮合齿轮副的时变啮合刚度激励和齿轮误差激励.计算系统两级中心轮的浮动量,获得齿轮误差、支撑刚度与系统两级中心轮浮动量间的关系曲线,分析误差、支撑刚度对系统两级中心轮浮动量的影响.研究结果表明:系统两级中心轮浮动量随误差增大而增大;差动级中心轮的浮动量远比封闭级的浮动量大;差动级齿频误差引起的中心轮浮动量远大于偏心误差引起的浮动量,差动级中心轮浮动量对齿频误差比偏心误差敏感;可以适度减小系统两级中心轮的支撑刚度来提高两级中心轮的浮动能力;为实现差动级中心轮较高的浮动能力,差动级中心轮应采用较小的支撑刚度.     

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.     

基于同步角的单输入齿轮分流传动系统均载特性分析

针对某单输入齿轮分流传动系统,给出系统存在误差情况下同步角的原理,推导双联轴的扭转变形、齿轮的啮合变形和齿轮的中心位移引起的分流级大齿轮偏转角。在此基础上,研究双联轴的扭转刚度、支撑刚度、阶梯轴的弯曲变形及系统误差对传动系统静态均载特性的影响。研究结果表明:影响分流级大齿轮偏转角的主要因素为双联轴的扭转变形和齿轮的中心位移;减小双联轴的扭转刚度可改善系统的均载性能;阶梯轴的弯曲变形对系统的均载特性有影响;系统的均载特性对双联轴的支撑刚度敏感;并车级综合误差对系统均载特性的影响比分流级综合误差的大。     

几种典型齿轮时变啮合刚度计算方法对比

啮合刚度是齿轮传动的重要动力学特性参数,当齿轮运行状态发生变化,如出现齿根裂纹时,这种变化会在时变啮合刚度中体现.准确地计算齿轮的时变啮合刚度对模拟齿轮系统的动力学特性意义重大.势能法、有限元法和石川法是计算齿轮时变啮合刚度的常用方法.以正常及含齿根裂纹的渐开线直齿圆柱齿轮为研究对象,对这3种方法的综合时变啮合刚度结果进行了对比分析,结果表明:有限元法计算速度慢,但更能够适用于多种复杂裂纹结构下的啮合刚度的计算,计算原理与实际工况更为吻合;势能法与石川法的计算速度快,对于简单裂纹或多级齿轮传动,可以优先采用势能法与石川法进行计算.     

胶印机齿轮传动系统动力学建模及优化设计

为了提高胶印机高速印刷条件下的动态特性,针对胶印机齿轮传动系统动力学问题,建立了多级平行轴齿轮传动系统动力学模型,并对其进行动态优化设计.首先,描述了齿轮传动系统的时变啮合刚度、静态传动误差、啮合阻尼、动态啮合力和滚动轴承刚度表达式,并利用集中参数法建立了多级平行轴齿轮传动系统动力学模型;然后,运用Runge-Kutta法对齿轮传动系统动力学方程进行数值求解;最后,采用序列二次规划法对齿轮系统进行参数优化,并对其进行齿廓修形.数值计算结果表明,优化后齿轮系统的动态特性在啮合刚度、单齿载荷、动态啮合力、动态传动误差和滚筒相对滑动速度方面都有提高,为解决胶印机高速印刷条件下动态特性不良问题开拓了一条新途径.     

多间隙高重合度齿轮传动系统动力学分岔与稳定性分析

建立了多间隙、时变啮合刚度的高重合度直齿圆柱齿轮传动系统的动力学模型,基于功能原理建立了模型的能量方程,采用有限元法计算了高重合度齿轮的啮合刚度,采用Runge-Kutta法获得了高重合度齿轮传动系统的动力学分岔和跳跃特性.结果表明:在间隙等因素影响下,高重合度齿轮传动系统具有丰富的分岔特性,随着转速的增大,出现了单周期、多周期和混沌等运动状态,系统通过激变途径在混沌运动和周期运动间跳跃;在混沌区域,系统有严重的跳跃现象;齿侧间隙对系统影响较大,较小间隙参数(3.85×10-5m)下齿轮传动系统做周期运动,较大间隙参数下齿轮系统以混沌运动为主;小阻尼参数下,齿轮传动系统处于混沌和周期运动的激变区域,在较高阻尼参数下齿轮传动系统经多次倒分岔进入稳定的单周期运动;从动齿轮的支撑间隙对系统的运动状态影响较大,主动齿轮的支撑间隙则影响较小.     

双排行星齿轮系统的静态均载特性行为

建立双排行星齿轮传动系统的计算模型,并针对其进行静态均载特性行为的理论研究。模型中考虑各级行星齿轮的偏心误差,静态传递误差,时变啮合刚度等参数,并利用傅里叶级数法求解系统载荷平衡方程。定性地研究行星轮的偏心误差,齿圈的支撑刚度,行星轮的支撑刚度以及一级行星架的扭转刚度等参数对系统静态均载特性行为的影响,并据此得到一些理论分析结果。该研究延伸和扩展了对双排行星轮系均载特性行为的认识,并为进一步进行动力学均载行为的理论和实验研究形成一定的基础,同时也为双排行星轮系的设计提供一定的参考。