舰船用两级行星传动系统的固有频率啮合刚度敏感度分析

国内外的学者只对单级行星齿轮传动系统的固有频率参数敏感度进行了研究,而两级人字齿行星传动系统的固有频率参数敏感度研究还未见报导。文中针对大型舰船机械装置中常用的两级人字齿行星齿轮系统,进行了固有频率的参数敏感度分析,主要研究了各啮合刚度的变化对系统固有频率的影响。首先,利用两级人字齿行星传动的振动模态特性,对敏感度的计算公式进行了简化,并建立了敏感度与模态应变能的关系,通过应变能的变化就可以确定各振动模态中固有频率的参数敏感度,从而为减小振动和结构优化设计提供重要的参考。     

船用大功率两级人字齿行星传动系统的振动特性研究

单级行星传动的动态特性已有很多学者研究,但特大型机械装置(如舰船)中应用的两级人字齿行星传动的动态特性研究还未见报导。为此文章在两级人字齿行星齿轮系统的弯扭耦合动力学方程的基础上,对此行星齿轮系统进行了自由振动的动态特性分析,揭示出两级人字齿行星传动的三种振动模式:星形轮系振动模式、行星轮系振动模式和耦合振动模式,并对三种振动模式进行了特征值问题和模态问题的研究,得到了系统固有频率和振型之间的相互关系,为进一步的动态特性分析奠定了理论基础。     

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。     

多级齿轮传动系统扭振建模及模态分析

通过简化,建立了三级齿轮传动系统扭转振动的动力学模型,建立了实际传动系统的有限元模型,进行了有限元模态分析,从而得出其固有频率及振型,为齿轮传动系统的动力学分析打下了基础.     

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。     

船用两级双排斜齿行星齿轮系统动力学方程的建立

单级行星传动的动力学模型及方程已有很多学者研究,但大型船舶中应用的两级双排斜齿行星传动动力学方程的研究还未见报导,为此文章建立了两级双排斜齿行星齿轮系统的弯扭耦合动力学计算模型,并计及啮合刚度、啮合综合误差、阻尼等影响因素;确定了第一级星形轮系和第二级行星轮系的弹性变形协调条件;对各个子结构进行力学模型的建立,并将变形协调条件代入各子结构力学方程,从而得到了整个系统完整、实用的动力学方程。     

单级行星齿轮传动系统齿廓修形研究

以行星齿轮系统传动误差波动最小为目标,确定行星传动中各轮齿的齿廓修形曲线。在设计载荷恒定的条件下,对修形前后行星传动系统进行动态计算,比较修形前后的动态特性。动态计算结果表明,用该方法确定的各轮齿齿廓修形曲线,能够使啮合刚度变化平稳,其结果能够达到传动系统的减振降噪效果。最后通过试验对修形前后传动系统的传动误差进行测试,测试结果表明该修形方法能够有效降低传动误差波动幅值。     

一人桥楼驾驶室振动分析和结构优化

针对一人桥楼船级符号要求的驾驶室振动噪的问题,以某17 000 m3液化乙烯船驾驶室为例,通过有限元模态分析和设计参数敏感度分析进行参数优化,从而提高结构固有频率,避开螺旋桨或主机激励频率共振区。计算表明,相比一味地加厚加强,结构轻量化更有利于提高各方向振型的固有频率,实船试航验证表明,有限元模态计算结果准确,结构轻量化避振方案可行。     

大功率海上风电机组传动链固有频率计算分析

以某大功率海上风力发电机组传动链为研究对象，考虑了斜齿轮螺旋角、压力角、行星轮相位角、齿轮啮合刚度和轴承支撑刚度等因素，采用集中参数法建立传动链的多体动力学模型，通过对模型进行模态分析，获得传动链固有频率，并对计算结果进行对比验证。研究结果表明：采用集中参数法建立传动链模型可以计算出系统的固有频率，并通过与SIMPACK多体动力学软件仿真模型计算结果对比，发现两者计算结果具有很大一致性，表明所建立的集中参数模型可以用来计算传动链固有频率。     

二级斜齿圆柱齿轮转子系统的振动特性分析

文章针对二级斜齿圆柱齿轮减速传动,建立了一个包含时变啮合刚度、齿轮侧隙、齿轮偏心、轴承刚度、轴弯扭刚度和动态传递误差的42个自由度斜齿轮转子耦合传动系统,利用Runge-Kutta法对系统方程进行了求解,分析了输入转速、输入转矩和齿轮螺旋角变化对系统动态特性的影响。研究结果表明:由于存在陀螺效应,齿轮转子系统的高频模态频率随转速变化较大,螺旋角增大会导致模态频率减小,高速传动中轮齿啮合力较大,而且在高速传动中或者较小外载荷作用时齿轮转子更易出现脱齿和背冲现象。