含间隙的变速器齿轮系统动力学响应分析

基于齿侧间隙对齿轮动力学系统的影响,综合考虑时变啮合刚度、综合传递误差等因素,建立了含间隙的直齿轮副单自由度非线性动力学模型,应用Runge-Kutta法对单自由度运动微分方程进行了数值求解,通过分岔特性等分析,讨论了考虑间隙的齿轮系统非线性动力学响应,分析了在不同载荷时齿轮系统随间隙变化的动力学特性。分析结果表明:在重载条件下,随着间隙的变化,系统动力学特性未发生改变,而系统的振幅发生改变;在轻载条件下,随着间隙的变化,系统的动力学特性和振幅都发生改变。分析结果为改进变速器齿轮传动性能提供理论依据。     

基于ANSYS/LS-DYNA的齿轮传动动力学特性分析

建立了齿轮传动系统啮合接触的动力学特性的仿真模型,在ANSYS/LS-DYNA环境下,仿真得到了轮齿响应节点的位移、速度和啮合力随时间变化的曲线。结合Matlab及齿轮啮合原理,得到了不同转速条件下,齿轮动态传递误差曲线,以及不同摩擦条件下齿轮动态传递误差曲线和不同转速和摩擦条件下的齿轮动态啮合力的随时间变化曲线。     

基于ANSYS／LS—DYNA的齿轮传动动力学特性分析

建立了齿轮传动系统啮合接触的动力学特性的仿真模型,在ANSYS／LS—DYNA环境下,仿真得到了轮齿响应节点的位移、速度和啮合力随时间变化的曲线。结合Matlab及齿轮啮合原理,得到了不同转速条件下,齿轮动态传递误差曲线,以及不同摩擦条件下齿轮动态传递误差曲线和不同转速和摩擦条件下的齿轮动态啮合力的随时间变化曲线。     

小型涡喷发动机减速器齿轮啮合疲劳分析

建立某无人机用小型涡喷发动机减速器齿轮三维有限元模型,把发动机主轴的载荷谱转化为齿轮载荷谱,基于接触分析模型,得到一个啮合周期下的应力变化,应用S-N曲线,估计了该发动机减速器齿轮啮合疲劳寿命。这种基于有限元分析的齿轮啮合疲劳分析,为该齿轮副优化设计提供理论依据,也为其它齿轮的疲劳分析提供借鉴。     

不同旋耕作业载荷下拖拉机动力输出传动系振动特性分析

为研究拖拉机旋耕作业载荷对动力输出传动系振动特性的影响,采用系统动力学建模、台架试验验证、田间试验与仿真分析相结合的方法加以分析。首先,在分析动力输出传动系结构的基础上,建立了描述其载荷传递机理的扭振耦合空间动力学模型,此模型详细考虑了横向和垂向的齿轮啮合传递效应。其次,利用拖拉机PTO加载试验台对模型的仿真结果进行试验验证,验证结果表明：横向和垂向的啮合频率误差最大分别为4.24%和5.12%,满足建模要求。然后,搭建了由无线扭矩传感器、北斗定位系统等组成的作业数据采集系统,分别采集了拖拉机在L1（2.07km/h）、L2（3.10km/h）、L3（5.29km/h）常用挡位下的田间旋耕作业数据,田间试验结果表明：旋耕作业的载荷水平和波动范围均随着作业挡位、行驶速度的升高而增大。最后,利用所建立的动力学模型仿真分析了不同作业挡位PTO负荷对齿轮传递特性的影响,结果表明：拖拉机旋耕作业挡位越高,由PTO载荷波动所引起的传动系振动位移越大,而且主要体现在横向振动。     

双压力角非对称齿轮轮齿接触分析

对双压力角非对称齿轮在修形和误差条件下的啮合过程进行了全面推导,并编制了轮齿接触分析(TCA)计算机数值仿真程序。通过对非对称齿轮与标准对称齿轮进行仿真计算,得出双鼓形非对称齿轮在有安装误差的情况下,接触迹的偏移量比标准对称齿轮小,传动误差的幅值比标准对称齿轮有明显降低,因此具有良好的传动平稳性和较高的承载能力。     

基于啮合过程的斜齿轮高阶传动误差设计

齿轮传动误差的形状和幅值是影响齿轮振动噪声的关键因素。根据齿轮啮合过程,提出了一种新的齿轮传动误差的设计方法。根据一个啮合周期啮合点的位置,设计了一种高阶传动误差曲线,来避免齿轮的边缘接触,降低应力集中,并利用齿面接触分析技术对齿轮的啮合状况进行了仿真,验证了上述结论。     

采棉头锥齿轮系统动态强迫振动响应数值分析研究

针对国产采棉头核心工作部件锥齿轮传动系统在工作中存在复杂振动问题,以整个采棉头锥齿轮系统为研究对象,建立包括锥齿轮结构系统和传动系统的完整齿轮系统的动态分析模型;应用有限元数值分析方法,求解出采棉头锥齿轮系统的固有特性分析结果;应用多体动力学相对坐标系运动方程理论和完全递归算法,求解出锥轮齿系统的动态激励力;以锥齿轮系统固有特性分析结果为基础,锥轮齿动态激励力作为齿轮系统的动态分析的边界条件施加在锥轮齿啮合线上,应用NASTRAN求解器的响应仿真分析模块评估出齿轮系统的强迫振动响应,求解出箱体上节点的速度、加速度和力的传递性,并输出相对于指定输入节点处强迫运动的速度频率响应、加速度频率响应和单位力载荷的频率响应。研究结果可为国产采棉头锥齿轮系统减振和提高使用寿命提供理论依据。     

汽车主减速器总成模态方法研究

汽车主减速器的齿轮形式复杂,齿轮在啮合过程中,由于轮齿时变啮合刚度、啮合冲击及制造误差造成的内部激励和外载荷波动造成的外部激励,使主减速器的振动表现出强烈的非线性。文章应用有限元法建立主减速器的模型,并提出特定工况下的主减模态分析方法,以便为深入研究主减振动特性提供支持。     

行星齿轮传动误差的耦合补偿研究

通过几何学方法将行星齿轮偏心类误差转换为在啮合线上的当量啮合误差,再对各当量啮合误差分量在角频率分别为0、相同和不相同3种情况下的耦合传动误差进行计算和推导,论证了前两种情况均能实现最佳补偿效果,得出耦合误差能有效补偿时误差初相差的取值区间和最佳补偿效果时各误差初相的数值关系。在此基础上,提出一种提高系统传动精度的行星齿轮装配方法——误差初相调试装配法。最后通过实例计算调试装配、随机装配和提高加工精度等多种情况下行星齿轮的传动误差,对比分析结果证明这一方法是有效且经济的。     

变扭矩齿轮系齿面拓扑优化与实验

为了有效降低某齿轮传动系统在不同扭矩工况下的传动误差,控制齿轮振动噪声。利用齿轮拓扑修形计算公式和Romax齿轮仿真两种方法进行齿面拓扑优化,其中Romax仿真优化提供了一种全新、快速的优化计算思路。使用两种方法综合确定拓扑修形的修形量后,对未加工齿轮和拓扑修形齿轮进行了振动试验。频谱对比结果显示,拓扑修形有效降低了振动和噪声,改善了各项传动性能,证实Romax优化结果的正确性及齿面拓扑修形对降低噪音的可行性。为后续变扭矩齿轮系齿面拓扑优化提供了参考。     

直线共轭内啮合齿轮泵集中参数法建模与激振源研究

直线共轭内啮合齿轮泵作为高效且静谧性能良好的动力元件,在电静压作动系统得到广泛应用。本文采用集中参数法建立直线共轭内啮合齿轮泵仿真模型。建立了实验平台,对直线共轭内啮合齿轮泵进出口压力脉动进行了测试。分析了直线共轭内啮合齿轮泵在吸排油区的压力脉动、齿腔内压力分布以及齿轮和齿圈在x轴和y轴方向的径向力等激振源。研究结果表明：所建立的直线共轭内啮合齿轮泵集中参数模型具有良好的精度和可靠性;齿轮和齿圈径向力随偏转角周期变化,在x轴方向,齿轮所受到的径向力指向低压区,齿圈受到的径向力指向高压区。在y轴方向,齿轮和齿圈所受到的径向力在正负之间波动。齿轮和齿圈所受径向力在x轴方向的基频幅值均小于其在y轴方向的基频幅值;困油现象会导致齿腔压力略微升高。研究结果为直线共轭内啮合齿轮泵的优化设计和振动噪声分析提供了参考。     

三组非圆齿轮行星轮系振动发生器的动平衡分析

为了提高果秧分离振动发生器的工作效率和稳定性,针对非圆齿轮啮合传动因质心变化而造成的轴上受力不平衡及振动较大等问题,对非圆齿轮行星轮系结构进行了动平衡分析。简化项目组前期提出的3组非圆齿轮行星轮系振动发生器模型,得到非圆轮系偏心质量的大小和分布,并通过对非圆齿轮行星轮系静力学分析,确定了其平衡面间距,利用质径积的分解求得了非圆行星轮系的平衡质量。利用3组非圆行星轮系虚拟模型进行运动学仿真分析,获取平衡前后轴承座支反力变化曲线并对其最大幅值进行对比分析,发现平衡后轴承座的受力明显减小,说明了3组非圆行星轮系振动发生器受力更均衡,证明了动平衡分析的正确性。该研究可为3组非圆行星轮系振动发生器装置进一步优化奠定理论基础。     

基于插齿数值计算模型的非圆齿轮根切分析

提出了一种判断非圆齿轮任意齿廓是否发生根切的精确方法。该方法首先从非圆齿轮齿廓数值计算模型出发,计算出齿廓在节曲线法向等距线上的一系列点和形成这些点的对应插齿刀齿廓上的点,然后利用齿廓啮合基本定律对非圆齿轮齿廓根切进行理论分析,最后将插齿数字模型和根切产生的原理综合起来,得出判断各个齿是否发生根切的精确方法,并首次对齿廓的根切程度提出了量化计算方法。根据这些方法可以在设计阶段对非圆齿轮根切缺陷进行校验和评价。     

金属带-行星齿轮无级变速系统调速特性的研究

车用金属带－行星齿轮无级变速传动系统,具有结构简单、速比变化范围宽（可超过２５￣３０）的优点,是目前国际上广泛进行研究的一种较理想的新型传动装置。本文详细阐述了其传动机理功率流程,并通过速比调控规律的分析,揭示了系统于同步转换点处发生的内在原因,为对该传动系统实施自动控制奠定基础。     

直廓内齿与渐开线齿轮啮合传动计算与噪声试验

提出用直线齿廓替代内齿轮的渐开线齿廓,使渗碳淬火后的内齿轮易于成形磨齿.利用齿面接触分析(TCA)和承载接触分析(LTCA)技术,研究分析直廓内齿轮与渐开线齿轮啮合的受力状态、齿间载荷分配、传动误差.通过台架试验,采集渐开线内齿轮行星减速器和直廓内齿轮行星减速器在不同转速和载荷下的噪声,进行对比分析,研究直廓内齿轮传动的动态性能.直廓内齿轮传动有"修缘"的特点,承载下的传动误差波动比空载小得多.     

基于自适应灰色预测和干扰观测器的伺服干扰抑制方法

为提高稳定平台伺服系统的响应和抗干扰能力,提出了一种基于自适应灰色预测(AGPC)——分数阶改进干扰观测器(FIDOB)的稳定平台伺服干扰抑制方法。GM(1,1)幂模型对系统输出进行建模并设计了自调节模块,将预测误差和实际误差加权合成一个综合误差,分别根据实际误差和预测误差的大小同时调节预测步长和预测误差的权值,提高系统的响应性,减小预测误差对系统的输出影响;构造了分数阶改进干扰观测器,并详细推导了分数阶改进干扰观测器的鲁棒稳定性。最后通过数值仿真实验表明,该方法不仅可以有效抑制稳定平台外界干扰和测量噪声,而且提高了系统响应能力。仿真实验中,在摩擦和测量噪声干扰情况下,稳定平台系统速度环的跟踪误差可以达到不超过0.1 rad/s。在静态和动态实验中,稳定平台的调节时间缩短了0.258 s,稳定精度提高了约1.5°~2.5°。     

高齿准双曲面齿轮的设计方法与试验研究

通过增加工作齿高和对根切条件的深入研究，提出了高齿准双曲面齿轮的优化设计方法。这种方法可以有效地增大端面重合度，并保证所设计的齿轮不根切、齿顶不变尖，可在现有机床上使用标准系列刀具加工。台架试验表明，这种高齿准双曲面齿轮的噪声和振动量比普通准双曲面齿轮明显降低。     

齿轮传动系统的动态特性研究

研究表明:机械的振动和噪声,其中大部分来自齿轮传动工作时产生的振动,因此机械传动中对齿轮动态性能的要求就更为突出。要满足这一要求,人们开始把越来越多的注意力转向齿轮传动的动态性能研究,具体地说,就是研究齿轮传动系统的动载荷、振动和噪声的机理、计算和控制,这就需要从振动角度来分析齿轮传动装置的运转情况,并按动态性能最佳的目标进行设计。本文介绍了机械齿轮传动系统的动态特性研究状况并提出了试验方案,为齿轮传动理论研究打下基础。