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。     

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     

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。     

人字齿轮啮合静-动态振动特性分析

通过对人字齿轮副的静响应和动响应数学模型的理论分析,指出理论建模存在的问题。采用NX MasterFEM的响应分析模块,分析某船用齿轮箱的一对人字齿轮副啮合情况,计算静态接触和振动特性,提出减少齿轮系统振动损害的设想,为下一步的响应分析开展准备。     

船用重载斜齿轮啮合过程接触有限元仿真分析

应用3-D建模软件UG和有限元分析软件ANSYS建立某大型船用减速器斜齿轮多齿啮合的三维有限元非线性接触分析模型。通过接触仿真分析轮齿的变形、综合应力、齿根弯曲应力和齿面接触应力等参数。仿真结果与赫兹理论计算结果相比,说明有限元接触法具有较高的计算精度以及处理复杂边界条件的特点,可为斜齿轮的设计提供可靠的分析手段。     

锚绞机齿轮啮合性能有限元分析

为了研究锚绞机传动齿轮的啮合性能,利用非线性有限元法对轮齿沿齿宽和齿高方向的载荷分配规律、轮齿在啮合过程中综合啮合刚度变化规律进行了分析.结果表明:轮齿沿齿宽和齿高方向的载荷分布是不均匀的,啮合刚度呈现周期性变化.同时说明有限元法可以准确的分析齿轮的啮合规律,为提高锚绞机齿轮的承载能力、寿命、动态性能提供了可靠的设计依据.     

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。     

船用斜齿轮时变接触线对齿面摩擦力及摩擦扭矩的影响研究

文章在计算斜齿轮时变接触线基础上,采用数值编程快速计算主动轮齿面摩擦力和齿面摩擦扭矩。通过分析齿面摩擦力和齿面摩擦扭矩的均方根以及波动率后可知,时变接触线的波动是影响齿面摩擦力以及齿面摩擦扭矩的主要因素。在文中选定的参数范围内,齿面摩擦力的波动和齿面摩擦扭矩的波动与时变接触线的波动变化规律基本一致,呈现出一种10°-20°和20°-30°的变化规律,为工程减振降噪提供了理论参考。     

人字齿轮减振降噪的修形设计(英文)

To reduce vibration and noise and increase transmission efficiency, a three segment method for modifying the pinion profile was proposed. Cutter surface equations were deduced by changing the shape of the cutter-edge, substituting three segment parabolas for the line. The influence of longitudinal tooth modifications on tooth surface load distributions was discussed. Transmission error minimization and uniformity of tooth surface load distribution were chosen as optimization goals and the modified parameters were obtained by applying the complex method. Finally, an experiment comparing the loaded transmission error, vibration, and noise both before and after modifications was carried out. The results indicate that the modified design is reliable.     

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。     

基座含阻振质量的动力舱段全频段声振特性数值研究

从工程应用的角度出发,将刚性阻振质量带引入动力舱段基座结构的刚性隔振设计中。联合应用声固耦合法和统计能量法,基于ABAQUS/VA ONE,对基座结构含阻振质量带的动力舱段减振降噪效果进行了全频段数值分析。数值研究了阻振质量截面尺寸、截面形状参数、布置位置对基座隔振特性的影响规律,验证了基座刚性阻振质量隔振设计的有效性,旨在为船舶结构声学设计提供参考。     

方钢隔振结构对结构噪声隔离作用的理论分析与试验

  目的  研究采用阻振结构环路降低甲板结构平均振级、阻隔甲板结构低频振动向外传递的可行性。  方法  采用数值预报方法,分析阻振结构环路形式及截面参数对甲板及其邻近舱壁结构低频振动传递的影响。通过对比得出阻振效果较佳的阻振结构环路形式。在此基础上,开展阻振环路截面参数化研究,提出较优的甲板结构低频减振设计方案。  结果  研究表明：当阻振结构增重不超过主机舱总质量的5%时,同等质量的矩形多级阻振结构环路相对于其他环路形式具有更好的阻振效果;针对宽度不小于50 mm的阻振结构,当高度选择500 mm这一相对较优值时,选择宽度相对较小的阻振空心方钢,对降低甲板及邻近的舱壁结构平均振级的效果更好。  结论  研究结果为海洋平台甲板结构低频隔振设计提供了新思路。     

风流作用下码头系泊船舶缆绳张力及运动量研究

基于力的平衡关系建立了系泊船舶在风和潮流作用下缆绳张力和运动的计算模型(Qmoor),其中根据船舶类型和吨位确定其水下的迎流面积和水上的迎风面积,由经验性公式计算风、流对码头前船舶的作用力,缆绳张力采用考虑缆绳非线性变形的Wilson公式计算,同时也考虑了护舷的变位与靠泊力之间的非线性关系。计算结果与物理模型试验结果较一致,且与Optimoor软件的计算结果进行了对比。     

顶浪规则波中小水线面双体船纵向运动特性数值分析

基于RANS方程和VOF模型求解船体粘性兴波流场,采用Overset技术处理船体运动,开展了小水线面双体船(Small Waterplane Area Twin Hulls,SWATH)迎浪规则波中运动响应特性及其产生机理的研究.通过数值计算结果与模型试验结果的对比分析,验证了本文方法的有效性;在此基础上,分析了船体运动响应曲线中各峰值产生的原因及片体间相互干扰对SWATH船在波浪中运动响应的影响,发现其中一个峰值出现的原因为遭遇频率接近船体运动固有频率,由此发生共振;另一个峰值的出现则可能与SWATH特殊的船型及附体配置有关.由于SWATH船片体间的水动力干扰效应,SWATH船在波浪中运动响应峰值较单个片体响应峰值明显减小,且出现的位置向低频方向移动.     

山区急弯放宽河段水流分离现象试验研究

文章在分析山区河流形态的基础上,概化出急弯放宽河段的基本平面形态参数,引入了弯道放宽率这个因素,并在前人对弯道水流分离现象研究的基础上,综合考虑了弯道放宽率、弯道中心角、相对弯道中心半径、弗汝德数等因素的影响,通过物理模型试验,对山区急弯放宽河段的水流分离现象的发生和分离区的大小进行了系统的试验研究。研究表明,在文章的试验范围内,总的来说弗汝德数和弯道中心角越大、相对弯道中心半径越小,水流就越容易出现分离,但对弯道凸岸分离区的出现起主要作用的是弯道放宽率,当弯道放宽率大于一定值时,都将发生水流分离现象,而与其他因素没有关系,并且当弯道放宽率较大时分离区也较大。     

系泊Spar平台波浪中耦合运动的数值模拟及模型试验

为了研究恶劣环境载荷引起海洋结构物的非线性运动响应,文章基于三维时域格林函数理论,提出了采用时域物面非线性理论方法直接模拟系泊浮体时域耦合分析所需的水动力,建立了系泊浮体波浪中时域耦合运动的数学模型.该方法充分考虑了每时每刻浮体在瞬态波面下湿表面的变化,并计及平均水线面下瞬时空间位置的改变,系统研究了系泊Spar平台波浪中的耦合运动响应及系泊线张力.最后,将数值模拟结果与模型试验结果进行了比较,计算结果令人满意.