齿轮时变啮合刚度改进算法及刚度激励研究
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6.学位论文段福海钢/塑齿轮组合行星传动系统的动力学理论与实验研究2009
本文围绕钢/塑齿轮组合行星传动系统的动力学问题进行了相关研究,在钢/塑齿轮组合行星传动系统的动力学建模、动力学特性以及实验等方面
,开展了深入研究,取得了一些成果,主要内容包括:<br>
建立了行星齿轮传动系统的平移-扭转耦合动力学模型和有限元模型,推导了系统运动微分方程。采用有限元法对钢齿轮副、塑料齿轮副以及钢/塑齿轮副的啮合刚度进行了计算,并对各组合齿轮副的时变啮合刚度进行了对比,发现塑料齿轮的引入能显著地改变时变啮合刚度的波形,减小啮合刚度突变次数,降低啮合冲击。<br>
提出了一种简洁预估行星传动系统振动强度的模态能量方法,利用该方法研究了不同组合方式下行星传动系统的振动能量分布问题。发现与行星轮有关的振动能量是影响系统振动强度的主要因素,通过降低与行星轮有关的振动能量能明显降低系统的振动强度。组合方式对系统的固有振动特性影响较大,合理地选择组合方式不但可使系统的低阶固有频率提高而且还能有效地降低系统的振动能量。<br>
9.学位论文郭飚塑料行星齿轮传动系统动力学特性研究2009
论文针对塑料的一些物理性质以及粘弹性特性,分析研究采用塑料齿轮的行星齿轮传动系统的固有特性,振动以及噪音产生机理等,为设计性能优良的行星齿轮减速器提供指导。首先建立塑料行星齿轮传动系统的动力学模型和有限元计算模型,并计算出啮合刚度:其次对比钢质行星传动系统,就塑料行星齿轮传动系统的模态特性进行分析,研究塑料以及钢质行星齿轮传动方式对系统振动特性的影响;然后分析了齿轮系统振动及噪音产生的机理;最后通过实验的方法对所得结果进行分析及验证。<br>
10.期刊论文徐芳.周志刚.XU Fang.ZHOU Zhi-gang封闭行星齿轮传动系统的虚拟装配设计-煤矿机械2010,31(2) 利用Pro/E软件的参数化设计和装配功能,完成了大型风力发电齿轮箱封闭行星齿轮传动系统的零部件参数化建模,并在装配环境下完成封闭行星齿轮传动系统的虚拟装配,满足大型风力发电齿轮箱封闭行星齿轮传动装配复杂,精度高的要求,缩短了产品开发的周期.
7.期刊论文段福海.胡青春.朱新军.Duan Fuhai.Hu Qingchun.Zhu Xinjun基于图解-矩阵法行星齿轮传动系统运
动学分析-机械传动2007,31(4)
对行星齿轮传动系统进行了基本单元划分,推导出基本运动单元的普遍速度和转矩方程,通过对速度和转矩方程的系数分析,建立了行星齿轮传动结构的图解模型以及方程系数与图解模型中参量的对应关系,提出了根据图解模型快速列出速度和转矩矩阵方程的图解分析法,为求解行星齿轮传动系统中各个运动学参量,提供了方便、快速、通用的方法.
基于参数摄动理论建立了啮合刚度、构件的支承刚度、质量以及转动惯量等构件参数与各组合行星传动系统固有特性和振动能量之间的关系式,研究了构件参数对系统固有特性和振动强度的影响,研究表明构件参数对系统固有特性和振动强度的影响程度各不相同,正确地选择构件参数不但能有效地提高组合传动系统的低阶固有频率,而且还能显著降低系统的振动强度。<br>
8.期刊论文胡青春.段福海.薛峰.HU Qing-chun.DUAN Fu-hai.XUE Feng设计参数对行星齿轮传动系统模态能量灵
敏度的影响-科学技术与工程2009,9(18)
基于矩阵摄动方法研究了设计参数对行星齿轮传动系统模态能量的灵敏度.此处所计及的设计参数包括太阳轮与行星轮、内齿圈与行星轮的啮合刚度、行星轮的支承刚度以及各构件的转动惯量.系统模态能量与系统的振动强度密切相关,高的模态能量预示着当系统受到来自齿轮啮合动载荷激励时将发生较大的振动.采用集中参数法建立了行星齿轮传动系统的动力学模型,并采用矩阵摄动方法对模态能量特征灵敏度问题进行了推导和求解.结合具体实例,分析了各设计参数对系统模态能量的灵敏度,并通过实验验证了一些设计参数选择对系统振动强度的影响.实验结论与理论分析相吻合,在一定程度上验证了设计过程中采用模态能量灵敏度分析法预估参数选择对系统振动强度的影响是可行了.
3.期刊论文张永红.苏华.刘志全.沈允文行星齿轮传动系统的稳态热分析-航空学报2000,21(5)
行星齿轮传动系统中,各零部件的本体温度和温度场的分布对系统的工作性能和可靠性有重要影响.以直升机的主传动系统中的行星齿轮系统为对象,建立了其发热模型和热传递模型,利用热网络分析法从而得到该系统的稳态温度分布,为行星齿轮传动系统的稳态热分析提供了一个有效的方法,并为行星齿轮系统的瞬态热分析奠定了基础.
2.学位论文李斌行星齿轮传动系统均载分析方法的研究2005
本文主要研究了直升机主减速器中行星齿轮传动系统的均载分析方法,并运用MATLAB软件为开发平台,结合其强大的工程计算和可视化的能力,开发出了一套便于对行星齿轮传动系统进行均载设计研究的工程分析软件.首先,从静力学的角度研究了行星齿轮传动系统均载的基本原理.确定了影响行星齿轮传动系统均载特性的各类误差,主要包括:各个齿轮构件的中心轴线制造和安装误差、轴承中心轴线的制造和安装误差、行星架的制造误差、齿轮的齿厚偏差.推导了这些误差的当量啮合误差的计算公式,分析了各误差对系统均载性能的影响.其次,建立了行星齿轮传动系统的动力学计算模型,研究了动力学均载分析的基本原理.计算了系统的动力学均载系数和动载系数,研究了系统的动力学特性,对系统作了动力学分析与仿真.分析了轮齿啮合刚度对行星齿轮传动系统动力学均载的影响.最后,根据本文理论分析的结果和实际的使用需求,开发出了行星齿轮传动系统均载分析软件.在软件开发中,确定了该软件的总体结构和功能要求,对各模块的设计开发进行了说明,该软件具有良好的人机对话界面.
本文的主要研究工作有:
① 对行星齿轮变速器进行运动分析与效率计算。应用图画表示法与基本回路方法进行行星齿轮系统的运动分析,进而求得系统在不同挡位时的传动效率和系统功率流向图。
② 基于键合图理论建立系统动力学模型并推导其状态方程。分析该汽车自动变速齿轮系统,结合实际动力传动路线,分别建立系统五个挡位下的键合图模型,并推导各挡位下系统的状态方程。
4.学位论文袁敏基于键合图理论的2K-H行星齿轮传动系统动力学分析2006
行星齿轮传动具有功率分流和动轴线的运动特点,加之内啮合的合理运用,使其相对于普通定轴线齿轮传动在技术和经济上具有很多优点,如体积小、功重比大;功率损失小,效率高;可进行运动的合成与分解等等。因此,行星传动被人们广泛用来代替普通齿轮传动作为减速、增速和变速装置。但它的结构比较复杂,必须解决好均载浮动等问题。此外它的工作状态极为复杂,存在着不同程度的振动和噪声问题,恶化了设备的动态性能,影响了设备原有的精度、生产效率和使用寿命。因此,对行星齿轮传动系统进行动力学的研究,具有重要理论意义和工程应用价值。
本论文来源于台湾立德管理学院资讯传播学系,基于键合图理论,对一种汽车自动变速行星齿轮传动系统,建立其动态模型和状态方程,进行动力学仿真,分析系统参数变化对系统动态特性的影响,最后结合行星齿轮图画表示法,总结出行星齿轮系图画与其键合图之间的转换规律,并通过实例进行验证。从而得到了对行星轮系研究的新方法。
本文搭建了行星齿轮传动系统的试验台,基于时域和频谱分析理论,着重利用自功率谱分析的振动信号处理方法对塑料行星齿轮传动在不同工况下的振动特性及噪音特性进行了研究。研究结果表明,塑料行星齿轮传动的振动主要分布在齿轮啮合基频带及各次倍频、谐频带和转子不平衡频带等;转速和负载的增大加剧了塑料行星齿轮在啮合基频处及谐频处的振动强度;负载的增加会抑制塑料行星齿轮在啮合2倍频处的振动强度;负载和转速的增加会明显的抑制转子不平衡的影响;噪音随着转速的增大而增大,负载的增大会抑制噪音的强度,噪音的峰值与各频带的共振峰值有着对应的关系。
大连理工大学
硕士学位论文
齿轮时变啮合刚度改进算法及刚度激励研究
姓名:李亚鹏
申请学位级别:硕士
专业:机械设计及理论
指导教师:李涛
20091201
齿轮时变啮合刚度改进算法及刚度激励研究
③ 根据键合图模型进行动态仿真分析。利用MATLAB软件对系统状态方程进行求解,研究两个典型挡位下系统动态性能及影响因素。
④ 研究行星齿轮系统键合图模型与其图画表示法转换规律。根据行星齿轮系统图画表示法,结合系统键合图模型的建立方法,寻求二者转换规律,并举例验证规律的正确性。
5.期刊论文胡青春.段福海.吴上生.Hu Qingchun.Duan Fuhai.Wu Shangsheng封闭行星齿轮传动系统的可靠性研
作者:李亚鹏
学位授予单位:大连理工大学
1.期刊论文李佩泉.毕长飞.LI Pei-quan.BI Chang-fei基于ADAMS的行星齿轮传动系统运动学仿真分析-机械
2009,36(10)
介绍了ADAMS的功能、特点以及建模方法,利用ADAMS对行星齿轮运动学仿真分析,得出速度曲线,进而分析行星齿轮传动系统的运动平稳性,研究行星齿轮传动系统运动学的主要目的,就是确定行星齿轮传动系统中各构件间的传动比和各构件的加速度通过上述过程,对系统的仿真分析,进行系统科学试验的研究全过程,使得大量的成品的缺陷在未成型之前就得到处理,从而大大缩短的产品的周期和减低了成本,提高了产品的竞争力.
究-中国机械工程2007,18(2)
通过对封闭行星齿轮传动系统进行运动学及力学分析,结合可靠性设计和Savage等提出的单级行星齿轮传动的可靠度模型,建立了以输入构件转速和转矩为变量的构件负载与寿命关系表达式;基于系统可靠度的乘积定律,建立了典型的封闭行星齿轮传动系统的可靠度模型;结合实例,研究了负载、有效齿宽、功率分配系数等因素对系统及其零件可靠性的影响.研究表明:系统的可靠度随着功率分配系数、负载的增大而减小,随着有效齿宽的减小而减小;合理地配置齿数可使传动系统获得较大的可靠度.
本文链接:/Thesis_Y1601911.aspx
授权使用:昆明(wfkmlgdx),授权号:8586bdab-7ded-45bf-a352-9e22013029bd
下载时间:2010年11月2日
对不同组合方式和运行条件下各组合系统的动力学特性进行了实验研究,并对各组合系统的振动频谱进行了细致地分析,建立了系统频谱组成关系式,深入研究了塑料齿轮引入对系统频谱的影响。研究表明塑料齿轮的引入能有效地抑制行星齿轮传动系统中齿轮啮合频带和高频带振动,在一定程度上降低了系统的振动强度;组合方式对行星齿轮传动系统的动力学特性产生很大的影响,合理地采用钢/塑齿轮组合行星传动能显著地降低系统的振动和噪声;各组合系统的振动和噪声均随转速的增加而不同程度地增大,其中含塑料行星轮的组合系统随负载的增加其振动强度有所下降。当达到一定运行条件时,各组合行星齿轮传动系统中与啮合频率相关的谱ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ均发生了分叉现象,在由谱峰分叉通往周期窗口或较多数目分叉的过程中,系统的振动强度急剧增大。
探讨了运行条件、组合方式以及构件参数对组合传动系统齿轮副啮合动载荷的影响。发现塑料齿轮的引入在很大程度上降低了行星齿轮传动系统的啮合动载荷;组合方式及其构件参数对啮合动载荷影响显著;运转速度对不同组合系统啮合动载荷的影响各不相同,采用钢质行星轮的系统其啮合动载荷受转速影响较大,若采用塑料行星轮则其影响不大。<br>
本文围绕钢/塑齿轮组合行星传动系统的动力学问题进行了相关研究,在钢/塑齿轮组合行星传动系统的动力学建模、动力学特性以及实验等方面
,开展了深入研究,取得了一些成果,主要内容包括:<br>
建立了行星齿轮传动系统的平移-扭转耦合动力学模型和有限元模型,推导了系统运动微分方程。采用有限元法对钢齿轮副、塑料齿轮副以及钢/塑齿轮副的啮合刚度进行了计算,并对各组合齿轮副的时变啮合刚度进行了对比,发现塑料齿轮的引入能显著地改变时变啮合刚度的波形,减小啮合刚度突变次数,降低啮合冲击。<br>
提出了一种简洁预估行星传动系统振动强度的模态能量方法,利用该方法研究了不同组合方式下行星传动系统的振动能量分布问题。发现与行星轮有关的振动能量是影响系统振动强度的主要因素,通过降低与行星轮有关的振动能量能明显降低系统的振动强度。组合方式对系统的固有振动特性影响较大,合理地选择组合方式不但可使系统的低阶固有频率提高而且还能有效地降低系统的振动能量。<br>
9.学位论文郭飚塑料行星齿轮传动系统动力学特性研究2009
论文针对塑料的一些物理性质以及粘弹性特性,分析研究采用塑料齿轮的行星齿轮传动系统的固有特性,振动以及噪音产生机理等,为设计性能优良的行星齿轮减速器提供指导。首先建立塑料行星齿轮传动系统的动力学模型和有限元计算模型,并计算出啮合刚度:其次对比钢质行星传动系统,就塑料行星齿轮传动系统的模态特性进行分析,研究塑料以及钢质行星齿轮传动方式对系统振动特性的影响;然后分析了齿轮系统振动及噪音产生的机理;最后通过实验的方法对所得结果进行分析及验证。<br>
10.期刊论文徐芳.周志刚.XU Fang.ZHOU Zhi-gang封闭行星齿轮传动系统的虚拟装配设计-煤矿机械2010,31(2) 利用Pro/E软件的参数化设计和装配功能,完成了大型风力发电齿轮箱封闭行星齿轮传动系统的零部件参数化建模,并在装配环境下完成封闭行星齿轮传动系统的虚拟装配,满足大型风力发电齿轮箱封闭行星齿轮传动装配复杂,精度高的要求,缩短了产品开发的周期.
7.期刊论文段福海.胡青春.朱新军.Duan Fuhai.Hu Qingchun.Zhu Xinjun基于图解-矩阵法行星齿轮传动系统运
动学分析-机械传动2007,31(4)
对行星齿轮传动系统进行了基本单元划分,推导出基本运动单元的普遍速度和转矩方程,通过对速度和转矩方程的系数分析,建立了行星齿轮传动结构的图解模型以及方程系数与图解模型中参量的对应关系,提出了根据图解模型快速列出速度和转矩矩阵方程的图解分析法,为求解行星齿轮传动系统中各个运动学参量,提供了方便、快速、通用的方法.
基于参数摄动理论建立了啮合刚度、构件的支承刚度、质量以及转动惯量等构件参数与各组合行星传动系统固有特性和振动能量之间的关系式,研究了构件参数对系统固有特性和振动强度的影响,研究表明构件参数对系统固有特性和振动强度的影响程度各不相同,正确地选择构件参数不但能有效地提高组合传动系统的低阶固有频率,而且还能显著降低系统的振动强度。<br>
8.期刊论文胡青春.段福海.薛峰.HU Qing-chun.DUAN Fu-hai.XUE Feng设计参数对行星齿轮传动系统模态能量灵
敏度的影响-科学技术与工程2009,9(18)
基于矩阵摄动方法研究了设计参数对行星齿轮传动系统模态能量的灵敏度.此处所计及的设计参数包括太阳轮与行星轮、内齿圈与行星轮的啮合刚度、行星轮的支承刚度以及各构件的转动惯量.系统模态能量与系统的振动强度密切相关,高的模态能量预示着当系统受到来自齿轮啮合动载荷激励时将发生较大的振动.采用集中参数法建立了行星齿轮传动系统的动力学模型,并采用矩阵摄动方法对模态能量特征灵敏度问题进行了推导和求解.结合具体实例,分析了各设计参数对系统模态能量的灵敏度,并通过实验验证了一些设计参数选择对系统振动强度的影响.实验结论与理论分析相吻合,在一定程度上验证了设计过程中采用模态能量灵敏度分析法预估参数选择对系统振动强度的影响是可行了.
3.期刊论文张永红.苏华.刘志全.沈允文行星齿轮传动系统的稳态热分析-航空学报2000,21(5)
行星齿轮传动系统中,各零部件的本体温度和温度场的分布对系统的工作性能和可靠性有重要影响.以直升机的主传动系统中的行星齿轮系统为对象,建立了其发热模型和热传递模型,利用热网络分析法从而得到该系统的稳态温度分布,为行星齿轮传动系统的稳态热分析提供了一个有效的方法,并为行星齿轮系统的瞬态热分析奠定了基础.
2.学位论文李斌行星齿轮传动系统均载分析方法的研究2005
本文主要研究了直升机主减速器中行星齿轮传动系统的均载分析方法,并运用MATLAB软件为开发平台,结合其强大的工程计算和可视化的能力,开发出了一套便于对行星齿轮传动系统进行均载设计研究的工程分析软件.首先,从静力学的角度研究了行星齿轮传动系统均载的基本原理.确定了影响行星齿轮传动系统均载特性的各类误差,主要包括:各个齿轮构件的中心轴线制造和安装误差、轴承中心轴线的制造和安装误差、行星架的制造误差、齿轮的齿厚偏差.推导了这些误差的当量啮合误差的计算公式,分析了各误差对系统均载性能的影响.其次,建立了行星齿轮传动系统的动力学计算模型,研究了动力学均载分析的基本原理.计算了系统的动力学均载系数和动载系数,研究了系统的动力学特性,对系统作了动力学分析与仿真.分析了轮齿啮合刚度对行星齿轮传动系统动力学均载的影响.最后,根据本文理论分析的结果和实际的使用需求,开发出了行星齿轮传动系统均载分析软件.在软件开发中,确定了该软件的总体结构和功能要求,对各模块的设计开发进行了说明,该软件具有良好的人机对话界面.
本文的主要研究工作有:
① 对行星齿轮变速器进行运动分析与效率计算。应用图画表示法与基本回路方法进行行星齿轮系统的运动分析,进而求得系统在不同挡位时的传动效率和系统功率流向图。
② 基于键合图理论建立系统动力学模型并推导其状态方程。分析该汽车自动变速齿轮系统,结合实际动力传动路线,分别建立系统五个挡位下的键合图模型,并推导各挡位下系统的状态方程。
4.学位论文袁敏基于键合图理论的2K-H行星齿轮传动系统动力学分析2006
行星齿轮传动具有功率分流和动轴线的运动特点,加之内啮合的合理运用,使其相对于普通定轴线齿轮传动在技术和经济上具有很多优点,如体积小、功重比大;功率损失小,效率高;可进行运动的合成与分解等等。因此,行星传动被人们广泛用来代替普通齿轮传动作为减速、增速和变速装置。但它的结构比较复杂,必须解决好均载浮动等问题。此外它的工作状态极为复杂,存在着不同程度的振动和噪声问题,恶化了设备的动态性能,影响了设备原有的精度、生产效率和使用寿命。因此,对行星齿轮传动系统进行动力学的研究,具有重要理论意义和工程应用价值。
本论文来源于台湾立德管理学院资讯传播学系,基于键合图理论,对一种汽车自动变速行星齿轮传动系统,建立其动态模型和状态方程,进行动力学仿真,分析系统参数变化对系统动态特性的影响,最后结合行星齿轮图画表示法,总结出行星齿轮系图画与其键合图之间的转换规律,并通过实例进行验证。从而得到了对行星轮系研究的新方法。
本文搭建了行星齿轮传动系统的试验台,基于时域和频谱分析理论,着重利用自功率谱分析的振动信号处理方法对塑料行星齿轮传动在不同工况下的振动特性及噪音特性进行了研究。研究结果表明,塑料行星齿轮传动的振动主要分布在齿轮啮合基频带及各次倍频、谐频带和转子不平衡频带等;转速和负载的增大加剧了塑料行星齿轮在啮合基频处及谐频处的振动强度;负载的增加会抑制塑料行星齿轮在啮合2倍频处的振动强度;负载和转速的增加会明显的抑制转子不平衡的影响;噪音随着转速的增大而增大,负载的增大会抑制噪音的强度,噪音的峰值与各频带的共振峰值有着对应的关系。
大连理工大学
硕士学位论文
齿轮时变啮合刚度改进算法及刚度激励研究
姓名:李亚鹏
申请学位级别:硕士
专业:机械设计及理论
指导教师:李涛
20091201
齿轮时变啮合刚度改进算法及刚度激励研究
③ 根据键合图模型进行动态仿真分析。利用MATLAB软件对系统状态方程进行求解,研究两个典型挡位下系统动态性能及影响因素。
④ 研究行星齿轮系统键合图模型与其图画表示法转换规律。根据行星齿轮系统图画表示法,结合系统键合图模型的建立方法,寻求二者转换规律,并举例验证规律的正确性。
5.期刊论文胡青春.段福海.吴上生.Hu Qingchun.Duan Fuhai.Wu Shangsheng封闭行星齿轮传动系统的可靠性研
作者:李亚鹏
学位授予单位:大连理工大学
1.期刊论文李佩泉.毕长飞.LI Pei-quan.BI Chang-fei基于ADAMS的行星齿轮传动系统运动学仿真分析-机械
2009,36(10)
介绍了ADAMS的功能、特点以及建模方法,利用ADAMS对行星齿轮运动学仿真分析,得出速度曲线,进而分析行星齿轮传动系统的运动平稳性,研究行星齿轮传动系统运动学的主要目的,就是确定行星齿轮传动系统中各构件间的传动比和各构件的加速度通过上述过程,对系统的仿真分析,进行系统科学试验的研究全过程,使得大量的成品的缺陷在未成型之前就得到处理,从而大大缩短的产品的周期和减低了成本,提高了产品的竞争力.
究-中国机械工程2007,18(2)
通过对封闭行星齿轮传动系统进行运动学及力学分析,结合可靠性设计和Savage等提出的单级行星齿轮传动的可靠度模型,建立了以输入构件转速和转矩为变量的构件负载与寿命关系表达式;基于系统可靠度的乘积定律,建立了典型的封闭行星齿轮传动系统的可靠度模型;结合实例,研究了负载、有效齿宽、功率分配系数等因素对系统及其零件可靠性的影响.研究表明:系统的可靠度随着功率分配系数、负载的增大而减小,随着有效齿宽的减小而减小;合理地配置齿数可使传动系统获得较大的可靠度.
本文链接:/Thesis_Y1601911.aspx
授权使用:昆明(wfkmlgdx),授权号:8586bdab-7ded-45bf-a352-9e22013029bd
下载时间:2010年11月2日
对不同组合方式和运行条件下各组合系统的动力学特性进行了实验研究,并对各组合系统的振动频谱进行了细致地分析,建立了系统频谱组成关系式,深入研究了塑料齿轮引入对系统频谱的影响。研究表明塑料齿轮的引入能有效地抑制行星齿轮传动系统中齿轮啮合频带和高频带振动,在一定程度上降低了系统的振动强度;组合方式对行星齿轮传动系统的动力学特性产生很大的影响,合理地采用钢/塑齿轮组合行星传动能显著地降低系统的振动和噪声;各组合系统的振动和噪声均随转速的增加而不同程度地增大,其中含塑料行星轮的组合系统随负载的增加其振动强度有所下降。当达到一定运行条件时,各组合行星齿轮传动系统中与啮合频率相关的谱ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ均发生了分叉现象,在由谱峰分叉通往周期窗口或较多数目分叉的过程中,系统的振动强度急剧增大。
探讨了运行条件、组合方式以及构件参数对组合传动系统齿轮副啮合动载荷的影响。发现塑料齿轮的引入在很大程度上降低了行星齿轮传动系统的啮合动载荷;组合方式及其构件参数对啮合动载荷影响显著;运转速度对不同组合系统啮合动载荷的影响各不相同,采用钢质行星轮的系统其啮合动载荷受转速影响较大,若采用塑料行星轮则其影响不大。<br>