行星齿轮传动系统齿面修形研究

论述轮齿修形原理、齿面修形参数及齿面修形曲线表达式。利用齿轮轮齿接触分析软件,建立行星齿轮传动系统的有限元分析模型。文中将行星齿轮传动系统作为一个整体,分析齿面修形对行星齿轮传动系统动态特性的影响。研究结果显示,齿轮修形能够有效改善行星齿轮传动系统内部激励,从而降低系统的振动特性;还能够有效改善行星齿轮传动系统在啮合过程中的动态啮合力,提高传动系统传递载荷的平稳性,降低系统的振动噪声。     

考虑热变形的斜齿轮三维修形研究

建立斜齿轮齿面温度场有限元模型,分析齿面温度分布及热变形量。对实际的修形齿面进行承载接触分析,并利用遗传算法优化修形参数,然后考虑有限元计算的热变形量,确定新的修形方案。最后,通过齿轮性能试验验证修形效果良好。结果表明,修形方案很大程度上降低齿轮传动过程中产生的振动和噪音,修形后齿轮传动误差幅值降低了47.08%,而啮合线方向加速度幅值降低了70.35%。基于齿轮热弹变形的修形方法对提高齿轮系统的稳定性具有重要意义。     

考虑中心距变化的船用人字齿轮啮合动力学特性分析

人字齿轮在舰船传动系统中有着广泛的应用,本文为研究中心距变化对人字齿轮啮合动力学特性的影响,建立齿轮啮合的动力学模型,理论分析了中心距对齿轮啮合刚度以及啮合重合度的影响,利用ADAMS动力学分析软件对人字齿轮进行了啮合动力学特性分析。结果表明,在标准啮合的基础上增加啮合中心距,啮合重合度及啮合刚度都随之减小,啮合冲击随之增大,啮合频率的高次谐波分量幅值增加,增大了齿轮系统发生共振的风险,中心距相较于标准值有微小变化就会带来较大的啮合冲击激励。     

滑动轴承—行星齿轮耦合系统非线性动力学特性研究

文章在综合考虑了滑动轴承非线性油膜力以及行星轮系齿侧间隙等非线性因素的基础上,建立了滑动轴承-行星齿轮耦合系统的非线性动力学模型。通过数值仿真的手段初步研究了滑动轴承—行星齿轮耦合系统的非线性动力学特性,结果发现,滑动轴承非线性油膜力可以对行星齿轮系中各活动构件的啮频振动起到镇定作用,也可以导致系统各齿轮副动态啮合力的波动失去周期规律;输入轴转速的变化能够导致轴承力的振动形态在周期运动与混沌之间分岔;轴承间隙对行星齿轮传动系统各齿轮副啮合状态的影响规律是一个非常复杂的非线性映射,间隙值选择不当可能引起行星轮系齿轮副的单边冲击现象。     

点线啮合齿轮二级减速器的速比分配

推导了点线啮合齿轮二级减速器接触强度和弯曲强度相等的公式,计算出其理论值,并推荐了系列减速器的分配方案：对于软齿面和中硬齿面,宜采用接触等强度的系列;对于硬齿面,宜采用弯曲等强度系列.渐开线齿轮推荐的系列并不适用于点线啮合齿轮.     

船舶减速器的振动监测和减振技术

齿轮箱减速器是船舶动力系统的关键组成部分,起到减速与速度调节的作用,减速器的多对齿轮相互啮合,且通过一定的传动比实现调速功能。由于船舶减速器存在刚度误差、啮合误差等,在减速器实际运行过程中可能会产生多种振动激励。减速器的振动不仅会影响减速器的使用寿命,造成结构的破坏,还能产生大量噪声,影响船员的正常工作。本文针对船舶减速器的振动激励和响应问题,通过数学建模和有限元分析技术,对减速器的振动监测与减振技术进行了详细的研究。     

汽轮机-减速器系统的振动特性研究:理论和模拟试验

某型汽轮机-减速器系统存在一定的振动问题,其振动主要来源于多级齿轮啮合,通过采用啮合线与水平线的夹角作为重要的参考角度的方法,可以方便地得到多级齿轮的动态啮合力模型.将此动态啮合力与有限元方法相结合,建立了汽轮机-减速器系统的动力学模型.采用数值仿真的方法求解了系统的动态响应,仿真结果表明:系统具有复杂的频率成份,包括转频、啮合频率及其边频带、啮合频率之间的组合及其边频带.采用电动机和齿轮箱来模拟汽轮机一减速器系统,建立了模拟试验台.通过试验研究了模拟试验台的动态响应,试验测试结果验证了对模拟试验台的理论计算结果.为工程实践中的汽轮机-减速器系统的振动特性分析和故障诊断提供了重要的依据.     

船用齿轮箱状态评估的技术研究

当齿轮发生齿面磨损、轮齿断裂、点蚀等破坏时,会使得机械整体性能迅速下降。因此有必要时刻监视齿轮传动工况,并构建相应的理论对其振动信号进行分析并准确预报其工作状况,保证结构的正常工作。为实现对齿轮故障进行诊断,本文首先建立齿轮啮合动力学模型,并结合测试技术获得啮合振动加速度曲线,通过窗函数过滤的方法获得振动加速度曲线的频率特性。建立齿轮啮合振动加速度隶属度模型,并与其频率特性进行匹配。结果表明,该方法能够有效实现对齿轮啮合工作状态的诊断。     

考虑齿面摩擦非线性影响的直齿轮齿根动应力分析

渐开线齿廓齿轮的轮齿在啮合过程中存在很多非线性边界条件,特别是齿面间的摩擦对齿根应力的影响更是非常显著,另外若考虑到边界条件参数的典型动态激励,齿轮的轮齿齿根应力分布情况相较静态分析结果会有很大的不同。本文基于一对平行轴齿轮副模型,通过建立有限元齿轮接触模型对其啮合过程进行模拟分析,并在考虑齿面摩擦系数为边界条件激励的情况下,对齿轮齿根动应力进行计算和讨论,从而总结出齿轮啮合过程中轮齿齿根动应力变化的一般规律。     

修形斜齿轮啮合线振动加速度数值分析和试验验证

本文建立斜齿轮弯曲-扭转-轴向耦合振动分析模型,在模型中考虑齿廓修形和齿向修形,利用数值分析确定斜齿轮啮合线方向的振动加速度。并且,对斜齿轮进行修形加工,建立斜齿轮功率封闭振动测试试验台,利用光栅传感器测试斜齿轮啮合线方向的振动加速度值。结果表明,本文建立的弯曲-扭转-轴向耦合振动分析模型预测的斜齿轮啮合线振动加速度和试验测试的结果趋势一致;修形后,试验斜齿轮的振动加速度均方根值较未修形斜齿轮降低了55.3%。通过齿廓和齿向修形,斜齿轮传动的振动幅度大幅降低。     

斜齿轮齿面摩擦力对动力学的弯曲效应

文章利用能量最小原理计算斜齿轮时变接触线上的载荷分布,在考虑齿面摩擦的情况下计算轮齿接触点的变形,通过对比有无摩擦两种情况的计算结果后可知,齿面摩擦对齿轮弯曲特性的影响较为明显,节点处的变形突变较大势必将引起较大的刚度变化从而带来振动和噪音。在考虑齿面摩擦的情况下构建齿轮的动力学模型,给出了主、从动齿轮绕旋转中心的振动位移轨迹。     

大模数重载齿条中的缺陷应力场数值模拟

为了分析三峡升船机试通航期间发现的齿条缺陷对运行的影响，采用Ansys Workbench有限元分析软件建立了含有夹杂物及蚀坑的齿轮齿条接触三维有限元模型。通过解析解及非线性有限元计算，分析了不同缺陷对齿轮齿条运行的影响。结果表明，齿条内夹杂物及齿面蚀坑对齿条受力有不同影响。该方法对齿条内夹杂物含量控制、齿轮齿条运行维保提供了科学的理论依据。     

舰船大功率减速器动态抗冲击性能分析

齿轮减速装置是舰船动力装置的重要组成部分,其主要作用是用来降低转速和增大扭矩,以满足船舶推进的需要.在设置有离合器的舰船推进轴系上,轴系离合器的结合或脱离会对减速器产生冲击.本文重点讨论了舰船推进轴系离合器接合时产生的冲击载荷对减速器二级齿轮的影响,通过建立减速器二级齿轮啮合模型,运用有限元软件计算轴系离合器接合时齿轮齿面的冲击响应.分析结果表明,结合转速及结合时间决定减速器动态抗冲击能力,对确定合适的轴系离合器结合工况具有一定的指导作用.     

舰用大功率二级斜齿轮传动的振动分析

采用计算机模拟方法对舰用大功率二级斜齿轮传动的振动进行分析研究.在研究单级斜齿轮传动振动中,建立了齿面坐标系,引入了局部啮合刚度的概念,给出了在齿轮啮合过程中单齿啮合刚度和总啮合刚度的一般计算公式.对加工、安装误差引起的激振力,则采用刚度加权法进行处理.在单级斜齿轮传动振动模型的基础上,建立了两级十二自由度的斜齿轮传动振动模型.在模型中进行了线性化处理,用RungeKutta法进行方程的求解,并比较了计算结果与实验结果.     

舰用大功率二级斜齿轮传动的振动分析

采用计算机模拟方法对舰用大功率二级斜齿轮传动的振动进行分析研究，在研究单级斜齿轮传动振动中，建立了齿面坐标系，引入了局部啮合刚度的概念，给出了齿轮啮合过程中单啮合刚度和总啮合刚度的一般计算公式，对加工，安装误差引起的激振力，则采用刚度加权法进行处理，在单级斜齿轮传动振动模型的基础上，建立了两级十二自由度的斜齿轮传动振动模型。在模型中进行了线性化处理，用ＲａｎｇｅＫｕｔｔａ法进行方程的求解，并比较了     

基于Ansys的升降系统锁紧装置齿形设计

分析升降系统爬升齿轮与桩腿齿条的啮合原理,解释自升式平台实际应用过程中出现的齿条磨损问题,为升降系统锁紧装置锁紧块齿形设计提供依据。针对齿条磨损特点设计锁紧块齿形,并分析锁紧块齿形强度影响因子。该齿形既避开齿条齿面磨损区域,又能与磨损较少的齿面接触,保证载荷有效传递。     

舰船用齿轮传动啮合刚度及动态性能研究

舰船用齿轮副由于具有特殊的性能要求,其结构上也与通用机械齿轮副有所不同。文章以齿轮接触线长度变化代替齿轮瞬时啮合刚度的变化,利用傅立叶级数的形式计算舰船用宽斜齿轮副的啮合刚度,并分析单自由度扭转振动系统在时变啮合刚度及齿轮副误差激励作用下系统的动态特性。     

起重机回转冲击载荷的磁流变抑制策略

针对起重机回转传动系统在紧急启制动时产生的惯性冲击易导致回转齿轮损伤失效问题,提出了一种抑制起重机回转冲击载荷的新策略。将回转传动系统减速器输出轴与回转小齿轮用磁流变弹性体联轴器联接,通过控制联轴器的扭转刚度和阻尼特性调节系统的传动特性,实现对回转传动系统振动冲击响应特性的调节。本文建立了回转传动系统磁流变振动控制的动力学方程,通过数值实验方法和分析法研究了联轴器扭矩传递特性、阻尼耗能缓冲特性、齿轮啮合力变化以及传递效率等系统特性,预测了系统在定常及随机载荷激励作用下的动态响应和冲击载荷的磁流变抑制效果。结果表明,磁流变弹性体联轴器不影响起重机回转传动系统的扭矩传递能力和传动效率,可以显著地降低系统对冲击载荷振动响应的峰值,改善回转传动系统的抗冲击性能,提高传动系统的可靠性。     

参激振动对顺应式垂直通路立管涡激振动的影响

顺应式垂直通路立管(CVAR)是目前处于研究阶段的一种新型的立管类型,在海流作用下产生涡激振动,在平台垂荡运动作用下产生参数激励振动。为了研究参数激励的影响,本文引入尾流振子模型模拟漩涡脱落对立管的作用,同时考虑浮式平台升沉运动产生的参数激励,建立了CVAR参激-涡激联合振动方程,获取联合作用下的动力响应,并与纯涡激振动响应进行对比。结果表明,在相同的流速下CVAR中部涡激振动幅值最大,流速的增大会导致涡激振动的频率增大,发生高阶锁振,高阶锁振振动幅值比低阶锁振振动幅值小。考虑参数激励之后,较纯涡激振动而言,立管的振动幅值增大;当参激频率与涡激振动频率接近时,立管的振动幅值最大。     

舰船转台系统噪声诊断技术

基于振动信号理论分析以及振动噪声试验方法,对某舰船转台系统的表面振动加速度以及表面声压级进行测试研究分析。实验结果表明,随着转台系统转速的增大,其振动加速度值以及噪声值显著增加。不同工况下,振动与噪声能量分布较为一致且主要集中在1 200～2 000 Hz之间,峰值频率间隔为方位电机轴频。主轴的齿轮啮合频率对应振动噪声能量较小,方位电机和减速机的振动加速度明显大于转台主轴齿轮振动加速度,相同转速下方位电机连减速机空转时噪声值大于转台噪声值,方位电机和减速机为转台系统噪声主要来源。对方位电机以及减速机进行减振处理,可降低转台噪声值。