检索结果-内蒙古大学图书馆

航空动力学报 2015年第1期30卷 201-208页

作者：廖映华秦大同刘长钊重庆大学机械工程学院机械传动国家重点实验室重庆400044 四川理工学院机械工程学院四川自贡643000

将中心构件轴承弹性变形和太阳轮-行星轮-内齿圈支路的弹性变形分别集中在行星架轴承和行星轮轴承中心得到行星齿轮系统的等效模型,并采用行星架刚体运动来模拟行星齿轮系统的载荷分配行为,从而得到行星齿轮系统的载荷分配求解模型.在... 详细信息

将中心构件轴承弹性变形和太阳轮-行星轮-内齿圈支路的弹性变形分别集中在行星架轴承和行星轮轴承中心得到行星齿轮系统的等效模型,并采用行星架刚体运动来模拟行星齿轮系统的载荷分配行为,从而得到行星齿轮系统的载荷分配求解模型.在此基础上得到了载荷分配与轴承等效刚度、各种误差之间的定量关系,分析了各种影响因素对载荷分配的影响规律.结果表明:当行星架轴承与行星轮轴承的等效刚度相差2个数量级以上时,载荷分配只与行星轮轴承等效刚度和行星轮切向位置误差有关,减小行星轮切向位置误差和行星轮轴承等效刚度可实现均载;行星轮和太阳轮偏心误差使系统受到周期性激励,动态载荷系数增大,因此减小行星轮和太阳轮偏心误差可实现动态均载.

关键词：载荷分配行为行星齿轮系统等效模型轴承刚度制造、安装误差

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风机行星齿轮系统齿轮裂纹故障诊断

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振动．测试与诊断 2016年第1期36卷 169-175,205页

作者：桂勇韩勤锴李峥褚福磊清华大学摩擦学国家重点实验室北京100084 装甲兵工程学院机械工程系北京100072

针对风力发电机实际行星齿轮系统,由于幅值及相位调制现象(各种制造误差不可避免等原因所导致)带来的故障诊断难题,搭建了含各种制造误差的动力学模型。模型考虑了出现裂纹故障以后,故障对时变啮合刚度以及传递误差的影响,通过数值求解... 详细信息

针对风力发电机实际行星齿轮系统,由于幅值及相位调制现象(各种制造误差不可避免等原因所导致)带来的故障诊断难题,搭建了含各种制造误差的动力学模型。模型考虑了出现裂纹故障以后,故障对时变啮合刚度以及传递误差的影响,通过数值求解,对比行星轮、太阳轮以及齿圈出现故障后与正常齿轮系统的包络谱结构特性,总结了故障特征频率。在风力发电机齿轮箱实验台上进行裂纹故障试验验证,结果表明所总结的故障特征频率可以作为风力发电机裂纹故障诊断及定位的依据。

关键词：风力发电机行星齿轮系统裂纹故障诊断

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变速行星齿轮系统故障诊断方法

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振动．测试与诊断 2016年第2期36卷 220-226,396页

作者：桂勇韩勤锴李峥褚福磊清华大学摩擦学国家重点实验室北京100084 装甲兵工程学院机械工程系北京100072

针对风力发电机行星齿轮系统变速非平稳工况,且故障信号耦合调制严重、传递路径复杂、噪声污染严重等特点,提出了基于阶次包络分析的故障诊断方法,详细阐述了方法原理和实现流程。通过对变速工况下的仿真加速度信号进行阶次包络分析,对... 详细信息

针对风力发电机行星齿轮系统变速非平稳工况,且故障信号耦合调制严重、传递路径复杂、噪声污染严重等特点,提出了基于阶次包络分析的故障诊断方法,详细阐述了方法原理和实现流程。通过对变速工况下的仿真加速度信号进行阶次包络分析,对比行星轮、太阳轮以及齿圈出现故障后与正常齿轮系统的阶次包络谱结构特性,总结了不同部件故障的特征阶次。在此基础上,通过对变速行星齿轮系统试验信号的分析表明:阶次包络分析方法能较好地抑制噪声干扰,反映故障特征清楚,且故障特征能作为变转速时行星齿轮系统故障诊断和定位的依据。

关键词：风力发电机行星齿轮系统故障诊断变转速

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不同工况下机电复合传动装置行星齿轮系统瞬态温度场

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兵工学报 2021年第10期42卷 2268-2277页

作者：庞大千曾根李训明郭磊赵富强孙占春中国北方车辆研究所北京100072 车辆传动重点实验室北京100072

机电复合传动装置时常处于高速、重载、高油温等恶劣环境中,导致装置内行星齿轮系统的瞬态啮合温度急剧上升。利用有限元法对不同转速、不同载荷以及变转速恒功率条件下的行星齿轮系统模型瞬态温度场进行计算。分析不同条件下太阳轮及... 详细信息

机电复合传动装置时常处于高速、重载、高油温等恶劣环境中,导致装置内行星齿轮系统的瞬态啮合温度急剧上升。利用有限元法对不同转速、不同载荷以及变转速恒功率条件下的行星齿轮系统模型瞬态温度场进行计算。分析不同条件下太阳轮及行星轮的瞬态温度曲线及齿面发热情况,绘制不同工况下齿顶面及齿根面瞬态温度场三维曲线,详细讨论齿面瞬态温度相对增长关系以及增长量,得到不同转速、不同扭矩以及输出功率对于太阳轮及行星轮的瞬态温度场影响规律。结果表明:在不同转速条件下,太阳轮与行星轮齿根面温度与齿顶面最高温度随着转速的增加而逐渐升高,当太阳轮转速大于5000 r/min后最高温度的升高率则逐渐降低;在恒功率条件下,随着转速增大,太阳轮与行星轮齿顶面和齿根面最高温度降低的绝对值基本等于上一个转速点的2倍。试验验证了该方法的正确性。

关键词：机电复合传动装置行星齿轮系统齿面瞬态温度场试验对比验证

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行星齿轮系统振动信号传递机理与非平稳信号角域分析方法

行星齿轮系统振动信号传递机理与非平稳信号角域分析方法

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作者：曾智杰华南理工大学

学位级别：博士

利用振动信号进行状态监测和故障诊断是有效提高机械设备可靠性的重要技术。该技术的实施依赖于对机械设备振动信号特征及其形成机理的充分研究,及信号处理方法的充分研究凸显振动信号特征。由于行星齿轮系统结构复杂,动力学行为和振动... 详细信息

利用振动信号进行状态监测和故障诊断是有效提高机械设备可靠性的重要技术。该技术的实施依赖于对机械设备振动信号特征及其形成机理的充分研究,及信号处理方法的充分研究凸显振动信号特征。由于行星齿轮系统结构复杂,动力学行为和振动信号均比较复杂。有效实现行星齿轮系统的状态监测和故障诊断仍存在较多需要解决的理论和实践问题。首先,传统的现象学行星齿轮系统振动信号理论模型主要基于刚性传递路径假设前提建立。由于该假设前提相对实际情况存在较大偏差,导致理论模型在不同的场合存在较大的精度误差和适用局限性。相应的误差与局限性同时存在于以现象学理论模型为基础的振动信号数值模拟方法中。所以,目前行星齿轮系统振动信号的机理研究和特征提取仍存在较大误差与不确定性。其次,行星齿轮系统常处于非平稳工况运行,变工况使原本复杂的振动信号增加大量复杂的调制成分,再加上环境噪声的干扰,导致振动信号出现严重的特征模糊问题。上述问题造成行星齿轮系统状态监测与故障诊断较大的困难。因此,深入研究行星齿轮系统振动信号传递理论内容(包括振动信号理论模型、振动信号数值模拟方法、信号特征与机理)和非平稳信号角域分析方法,具有重要的理论研究意义和工程应用价值。论文的主要内容包括:(1)建立柔性传递路径为前提的信号传递理论模型以及相应的数值模拟方法。通过理论推导得出:行星齿轮振动响应信号为激励的积分变换,其中积分变换核函数由傅里叶变换核函数与传递路径的二维频率响应函数乘积构成。在理论模型的基础上建立信号数值模拟模型,提出一套行星齿轮系统振动信号的数值模拟方法。该方法利用集中参数法求解啮合力激励,通过有限元法求解柔性传递路径的二维频率响应函数,再利用振动信号数值模型求解振动响应信号。理论分析、数值仿真和实验测试结果呈现良好的一致性。建立的行星齿轮系统振动信号理论模型与数值模拟方法具有精度较高、适用范围广的优点,较大程度克服了现象学信号模型和模拟方法的局限性。同时给出了现象学模型理论适用范围。(2)利用建立的理论模型与数值模拟方法研究了行星齿轮系统振动响应信号特征及其形成机理,齿轮工况包括正常齿轮、分布型和局部型齿轮故障。将太阳轮齿根裂纹局部型故障的信号特征及其机理作为研究重点,提取了一种新的用于识别太阳轮齿根裂纹故障的信号特征。该特征为太阳轮相对转频间隔的冲击序列的调制边频,而冲击序列本身抑制。即无法直接辨识太阳轮相对转频冲击序列,通过识别冲击序列边频可间接识别太阳轮齿根裂纹形成冲击。在此基础上提出利用太阳轮相对转频及其倍频作为裂纹故障基准频率进行频率成分识别的方法。由于提取的特征全频带重复分布,诊断的确定性可大幅提高。(3)提出利用随机优化等角配时序列进行重采样的非平稳信号角域分析方法(无转速信号阶次跟踪方法)。该方法通过检测带通信号时域波形(含有某阶齿轮啮合频率及其边频)的峰值提取等角配时序列;提出将峰值检测视为某种观测过程的观点,建立随机过程模型优化所提取的等角配时序列的误差;将等角配时优化序列细化后作为角域重采样的基准生成角域信号,将非平稳信号转变为准平稳信号,从而凸显表征齿轮机械状态的信号特征。利用峰值检测提取等角配时可避免配时全局误差,利用建立随机过程模型进行配时优化可降低配时的局部误差,使角域分析的精度得到有效提高。所建的随机过程模型以角位移为演进坐标,因此等角配时优化序列直接细化后即可用于角域重采样,角域分析步骤得到有效精简,进一步提高了角域分析的精度和效率。建立Kalman滤波理论为基础的等角配时随机过程迭代模型,避免了大型矩阵计算而提高角域分析效率。利用数理统计工具研究了角域分析方法各步骤的误差,提高了优化模型的参数选取精度和效率。仿真和实验表明,该方法适用处理齿轮系统的非平稳信号,表现出良好的精度和抗噪性能。所得阶次谱谱线能量集中,尤其高频分辨率较高,满足单一和复合的分布型和局部型齿轮故障的诊断需要。

关键词：行星齿轮系统信号时空模型数值模拟方法非平稳信号角域分析

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行星齿轮系统变润滑条件下动力学响应特性研究

行星齿轮系统变润滑条件下动力学响应特性研究

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作者：邓贞勇湖南科技大学

学位级别：硕士

行星齿轮系统具有体积小、结构紧凑、承载能力强、传动比大等优点,被广泛应用于直升机主减速器。主减速器一般采用泵供油润滑形式,润滑性能对直升机主减速器稳定性和可靠性具有至关重要的影响。润滑条件的改变会影响啮合齿面的摩擦特性... 详细信息

行星齿轮系统具有体积小、结构紧凑、承载能力强、传动比大等优点,被广泛应用于直升机主减速器。主减速器一般采用泵供油润滑形式,润滑性能对直升机主减速器稳定性和可靠性具有至关重要的影响。润滑条件的改变会影响啮合齿面的摩擦特性,进而引起摩擦系数的改变,导致齿轮系统动力学响应特性的变化;润滑失效会引起齿轮严重的摩擦磨损,导致啮合齿轮副齿侧间隙增大,同样会显著影响齿轮系统的动力学响应和运行状态;润滑失效的监测,由于主减速器置于封闭狭窄空间,传感器的布置受到很多限制,信号最强烈点未必是可测点,壳体可测点能否监测到有效信号相关研究基础较少。基于此,论文开展行星齿轮系统在不同摩擦系数和不同齿侧间隙下的动力学响应特性,以及箱体不同测点振动传递特性研究,为直升机主减速器润滑失效监测提供理论基础。论文主要研究工作如下:(1)箱体-轴承-轴-行星齿轮系统刚柔耦合动力学建模。基于CATIA三维建模软件,建立了包含齿轮、轴、轴承和箱体的行星齿轮系统实体模型。在ADAMS软件中,通过无缝连接软件导入了行星齿轮系统三维模型,根据齿轮系统实际运动情况,添加相关约束副、驱动以及载荷,设置齿轮接触碰撞的相关参数,采用轴套力对轴承进行了简化模拟,建立了行星齿轮系统多体动力学模型。运用ANSYS软件对齿轮箱体以及内齿圈进行柔性化处理,导入到ADAMS中代替原来的部件,建立了行星齿轮系统刚柔耦合动力学模型。通过仿真结果与计算结果的对比,验证了模型的可靠性,可用于摩擦系数和齿侧间隙的变化对齿轮系统动力学响应特性影响的研究。(2)不同摩擦系数下行星齿轮系统动力学响应特性研究。基于行星齿轮系统刚柔耦合模型,考虑时变啮合刚度的影响,对不同摩擦系数下的系统模型进行了仿真;提取了太阳轮和行星轮的啮合力,以及齿轮箱体不同测点的振动信号,分析了啮合力、加速度的均值、RMS值以及各阶谐波频率幅值等随摩擦系数的变化规律,对比分析了齿轮箱箱体表面不同测点振动信号对摩擦系数变化的敏感度。研究发现以上特征值的变化均可反应摩擦系数的变化;除去齿圈对应位置外,箱体其它位置也可监测到摩擦系数的变化,可以为可测点的选择及摩擦系数变化的监测提供参考和依据。(3)不同齿侧间隙下行星齿轮系统动力学响应特性研究。运用CATIA三维建模软件,建立了不同齿侧间隙的太阳轮与行星轮啮合齿轮副,并导入到ADAMS中,考虑了不同齿侧间隙下的时变啮合刚度的影响,对不同间隙的齿轮系统进行了仿真。提取仿真结果,通过对系统啮合力与振动加速度的响应变化分析,获得齿侧间隙对行星齿轮系统动力学响应特性的影响规律,并对比分析了齿轮箱箱体表面不同测点振动信号对齿侧间隙变化的敏感度。分析表明齿轮啮合力及振动信号的均值、RMS值、各谐波频率幅值等的变化可反应齿侧间隙的变化,同时在箱体表面除去齿圈对应位置外的其它位置亦可监测到齿侧间隙的变化,能够为可测点的选择及齿侧间隙变化的监测提供参考和依据。

关键词：直升机主减速器行星齿轮系统摩擦系数齿侧间隙动力学特性

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改进粒子群算法的行星齿轮系统多目标优化研究

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机械科学与技术 2018年第9期37卷 1352-1358页

作者：徐向阳韩洵艾星傅嵩重庆交通大学机电与车辆工程学院重庆400074

在行星齿轮多目标优化中,传统粒子群算法(PSO)与自适应权重粒子群算法(APSO)在复杂约束下不易收敛或易陷入局部最优。为此,提出改进的自适应权重粒子群算法(D-APSO)并进行行星齿轮高功率密度的多目标优化设计,以最小体积、最大传动效率... 详细信息

在行星齿轮多目标优化中,传统粒子群算法(PSO)与自适应权重粒子群算法(APSO)在复杂约束下不易收敛或易陷入局部最优。为此,提出改进的自适应权重粒子群算法(D-APSO)并进行行星齿轮高功率密度的多目标优化设计,以最小体积、最大传动效率和最小中心距为多目标优化函数,综合考虑行星齿轮传动的边界协调条件,利用惩罚函数法处理约束条件,对目标进行D-APSO算法下的优化计算。结果表明:D-APSO算法在优化求解效果和速度上明显优于传统PSO算法和APSO算法,在满足行星齿轮系统承载性能的条件下,使行星齿轮系统具有更小的体积及中心距,并表现出更优的传动效率。

关键词：行星齿轮系统自适应权重粒子群算法多目标优化

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随机齿侧间隙下行星齿轮系统的修形方法研究

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动力学与控制学报 2023年第5期21卷 27-34页

作者：王靖岳乔乐群郑珺文王军年沈阳理工大学汽车与交通学院沈阳110159 吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室长春130025

建立一个包含随机齿侧间隙、摩擦、时变啮合刚度等影响齿轮振动因素的行星齿轮系统动力学模型.使用非线性动力学方法对系统进行求解,并分析激励频率对系统的影响.提出修形的主动降噪措施对系统进行改进,重新计算行星齿轮系统的动力学方... 详细信息

建立一个包含随机齿侧间隙、摩擦、时变啮合刚度等影响齿轮振动因素的行星齿轮系统动力学模型.使用非线性动力学方法对系统进行求解,并分析激励频率对系统的影响.提出修形的主动降噪措施对系统进行改进,重新计算行星齿轮系统的动力学方程.求解并分析激励频率对改进之后系统的影响,并和原始系统得到的结果对比,可以看出修形对于齿轮系统的减振是有效的.

关键词：行星齿轮系统非线性动力学随机齿侧间隙修形

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含点蚀的行星齿轮系统动力学特性及损伤评估研究

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噪声与振动控制 2024年第2期44卷 114-121页

作者：甄冬李东凯刘英辉梁小夏冯国金张浩河北工业大学机械工程学院天津300401

齿面点蚀是一种典型的行星齿轮系统故障。为识别点蚀状态,本文开展动力学特性研究并提出了一种新型的评估指标。首先,虑及过渡曲线和齿间结构耦合效应,利用改进Weber法建立了精确的含点蚀故障齿轮副啮合刚度模型,并研究了故障程度对啮... 详细信息

齿面点蚀是一种典型的行星齿轮系统故障。为识别点蚀状态,本文开展动力学特性研究并提出了一种新型的评估指标。首先,虑及过渡曲线和齿间结构耦合效应,利用改进Weber法建立了精确的含点蚀故障齿轮副啮合刚度模型,并研究了故障程度对啮合刚度的影响规律。然后,综合考虑时变啮合刚度、静态传动误差、齿侧间隙和时变振动传递路径等多种因素构建了行星齿轮系统平移-扭转动力学模型,揭示了点蚀程度对系统动态特性的影响规律,并基于振动信号频谱特点提出了边带能量因子(Sideband Energy Factor,SEF)用于损伤评估。最后,利用实验验证了仿真模型的正确性及所提指标的有效性。

关键词：故障诊断行星齿轮系统齿面点蚀动力学特性边带能量因子损伤评估

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热变形不同工况参数对行星齿轮系统齿隙影响规律研究

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重庆理工大学学报（自然科学） 2024年第10期38卷 169-175页

作者：吴志剑王靖岳张成强丁建明沈阳理工大学汽车与交通学院沈阳110159 西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室成都610031

针对不同工况条件下,行星齿轮系统的齿侧间隙因热变形所发生的改变,提出一种包含内啮合副热变形的行星齿轮系统齿侧间隙改变量理论计算模型。利用ANSYS Workbench稳态热-结构耦合场对所提出的模型进行验证,获得不同工况下的稳态温度场... 详细信息

针对不同工况条件下,行星齿轮系统的齿侧间隙因热变形所发生的改变,提出一种包含内啮合副热变形的行星齿轮系统齿侧间隙改变量理论计算模型。利用ANSYS Workbench稳态热-结构耦合场对所提出的模型进行验证,获得不同工况下的稳态温度场数据。基于所提出的模型并结合稳态温度场数据,分析变转速、变扭矩以及恒功率3种工况下,行星齿轮系统齿侧间隙随工况参数的变化规律,可为行星齿轮系统的动力学分析提供理论依据。

关键词：行星齿轮系统工况参数热变形齿侧间隙

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