检索结果-内蒙古大学图书馆

机械传动 2013年第9期37卷 10-14页

作者：徐芳周志刚李迎春河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003 河南科技大学车辆与动力工程学院河南洛阳471003

针对风力发电机齿轮传动系统在变风速工况下失效率高的问题,在模拟真实风速的基础上,建立考虑外部随机风载及内部轮齿时变啮合刚度、轴承时变刚度及综合传递误差等激励因素的风力发电机齿轮传动系统齿轮)轴承耦合动力学模型,通过对动力... 详细信息

针对风力发电机齿轮传动系统在变风速工况下失效率高的问题,在模拟真实风速的基础上,建立考虑外部随机风载及内部轮齿时变啮合刚度、轴承时变刚度及综合传递误差等激励因素的风力发电机齿轮传动系统齿轮)轴承耦合动力学模型,通过对动力学模型进行仿真计算,得到各齿轮副的动态啮合力和各支承轴承的动态接触力。在此基础上,利用有限单元法、赫兹接触理论和数理统计理论得到了传动系统各齿轮和各支承轴承的动态接触力的概率分布,基于应力)强度干涉理论建立风力发电机齿轮传动系统关键零部件的模糊可靠性模型,并计算了关键零部件及系统的模糊可靠度。

关键词：风力发电机齿轮传动系统动力学模糊可靠性

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多级齿轮传动系统扭振建模及模态分析

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船舶 2004年第6期15卷 40-42,46页

作者：张柏松长江宜昌航道工程局湖北宜昌443000

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。

关键词：齿轮传动系统有限元模态分析扭转振动扭振建模动力学分析动力学模型振型有限元模型固有频率

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基于MATLAB的齿轮传动系统振动与分岔理论分析

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机械传动 2016年第2期40卷 19-22页

作者：刘江楠苏典龚佑发营口理工学院机电工程系辽宁营口115014 辽宁科技大学机械工程与自动化学院辽宁鞍山114051 鞍钢股份鲅鱼圈钢铁分公司辽宁营口115007

在考虑直齿轮各零件部件基础上,建立了三自由度齿轮传动系统动力学模型。借助数学软件MATLAB,利用Runge-kutta法对所构建的齿轮动力学方程进行求解,得到其动力学响应曲线,并分析了齿轮传动系统在激励频率变化下的分岔与稳定性。通过分... 详细信息

在考虑直齿轮各零件部件基础上,建立了三自由度齿轮传动系统动力学模型。借助数学软件MATLAB,利用Runge-kutta法对所构建的齿轮动力学方程进行求解,得到其动力学响应曲线,并分析了齿轮传动系统在激励频率变化下的分岔与稳定性。通过分析发现了强非线性齿轮传动系统存在着复杂的分岔结构和普适规律,为深入研究齿轮系统非线性动力学行为提供参考。

关键词：齿轮传动系统分岔图 MATLAB 非线性动力学

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风力发电机齿轮传动系统随机振动分析及动力可靠性概率优化设计

风力发电机齿轮传动系统随机振动分析及动力可靠性概率优化设计

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作者：陈会涛重庆大学

学位级别：博士

风力发电机工作环境恶劣，常年经受无规律的变向变负荷的风力作用及强阵风的冲击，加之高空架设、维修困难等原因，对其可靠性和使用寿命都提出了比一般机械系统高得多的要求。作为风力发电机传动系统的关键部件，齿轮传动系统需要承受... 详细信息

风力发电机工作环境恶劣，常年经受无规律的变向变负荷的风力作用及强阵风的冲击，加之高空架设、维修困难等原因，对其可靠性和使用寿命都提出了比一般机械系统高得多的要求。作为风力发电机传动系统的关键部件，齿轮传动系统需要承受高度不稳定的随机动载荷和比其他传动机构高得多的疲劳循环，是风力发电机失效率最高的部件之一。因此，研究风力发电机齿轮传动系统的动力学行为和可靠性对提高风力发电机的稳定可靠运行有重要的现实意义。本文结合国家自然科学基金资助项目（50975294）——“基于柔性多体动力学的风电传动系统可靠性研究”的研究任务，依据风力发电机的实际工况，针对其齿轮传动系统的动力学和可靠性等问题进行了深入研究。主要研究内容包括以下几个方面： ①风力发电机齿轮传动系统固有特性分析。基于齿轮动力学理论和Lagrange方程，运用集中参数法建立了某1.5MW风力发电机齿轮传动系统的纯扭转动力学模型。将风力发电机齿轮传动系统中齿轮的弹性模量、质量密度、工作齿宽和分度圆直径视为随机变量，根据随机摄动理论推导了系统特征值统计特征的表达式。应用随机摄动法研究了齿轮物理参数和几何参数随机变异时系统固有频率的统计特征，定量分析了各参数随机变异对系统固有频率的影响。 ②风力发电机齿轮传动系统随机振动分析。考虑齿轮时变啮合刚度、综合传递误差和阻尼等因素，建立了考虑制造误差的风力发电机齿轮传动系统纯扭转动力学模型。基于随机波动(SV)模型来获取风场的随机风速序列，根据空气动力学理论得到了齿轮传动系统的外部激励。系统地分析了风力发电机齿轮传动系统的内部激励特征，对刚度激励和传递误差进行了分析和模拟。提出了风力发电机齿轮传动系统外部载荷和参数随机变异时系统动态响应的求解方法。通过数值仿真得到了载荷和参数随机变异时系统各响应量和齿轮副间动态啮合力的统计特征，并分析了载荷和参数随机变异对系统动态响应的影响。 ③载荷和参数随机性对系统动力可靠性的影响分析。依据雨流计数原则，对各齿轮副的动态啮合力进行循环计数，得到变幅疲劳载荷的频次数。采用Geber二次曲线等效方法计算得到了随机风载作用下传动系统等效应力幅值和频次。建立了基于概率疲劳累积损伤理论的风电齿轮传动系统动力可靠度模型，利用概率疲劳累计损伤理论推导计算了零件及系统的动力可靠度。研究了各参数随机变异时系统动力可靠度随时间的变化规律。分析了参数随机性对传动系统动力可靠度的影响，并将计算结果与Monte-Carlo法的计算结果进行了对比。 ④基于动力可靠性的系统概率优化设计根据风力发电机齿轮传动系统的结构模型，以传动系统各构件扭转位移均值和体积最小为优化目标，以影响传动系统动态性能和可靠性的参数为优化设计变量，以传动系统的可靠度、参数随机性对可靠性的影响、以及各轮齿正常啮合的条件和强度等为约束条件，建立了用于风力发电机齿轮传动系统可靠性概率优化设计的数学模型。对系统优化问题的求解方法进行了探讨。对风力发电机齿轮传动系统进行了实例优化，并将优化结果与设计结果和Monte Carlo法的优化结果进行了对比，验证了本文优化方法的可行性。 ⑤风力发电机齿轮增速箱随机振动测试根据相似理论设计制造了风力发电机齿轮增速箱，并搭建了振动测试试验台。根据风力发电机齿轮传动系统的工作特点，测量了各种随机载荷工况下各测点的动态响应，经过数值积分和统计分析得到了风力发电机齿轮传动系统随机振动的统计特征。将理论分析结果与试验结果进行对比分析，发现理论分析结果与试验结果比较吻合，从而验证了本文随机振动分析方法的正确性。

关键词：风力发电机齿轮传动系统动力学动力可靠性概率优化设计

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基于优化非线性控制的齿轮传动系统动态误差研究

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机床与液压 2020年第16期48卷 140-144页

作者：吴瑞芳贾讼敏郝贵敏廊坊燕京职业技术学院机电工程系河北廊坊274015 北京工业大学信息学部北京100124

针对齿轮传动系统运动角位移跟踪误差较大、振动幅度相对严重等问题,对直齿圆柱齿轮运动过程中产生的角位移和输出扭矩等进行研究。建立齿轮传动系统模型,给出齿轮传动系统动力学方程式。对传统线性PID控制系统进行改进,设计非线性PID... 详细信息

针对齿轮传动系统运动角位移跟踪误差较大、振动幅度相对严重等问题,对直齿圆柱齿轮运动过程中产生的角位移和输出扭矩等进行研究。建立齿轮传动系统模型,给出齿轮传动系统动力学方程式。对传统线性PID控制系统进行改进,设计非线性PID控制系统。引入粒子群算法,对粒子群算法权重系数进行改进。采用改进后的粒子群算法优化非线性PID控制系统,通过反馈误差对PID控制器参数进行调节,从而达到控制系统输出误差的补偿目标。利用MATLAB软件对优化后的齿轮传动系统输出误差和扭矩进行仿真,并且与线性PID控制结果进行对比。结果表明:与线性PID控制系统相比,优化后的齿轮传动控制系统能够在线调节各项控制参数,从而提高齿轮传动精度。该控制系统反应速度快,稳定性较好,抗干扰能力强,具有较高的控制精度。

关键词：齿轮传动系统非线性PID控制粒子群算法动态误差

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基于虚拟样机技术的齿轮传动系统动态仿真研究

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机械传动 2018年第11期42卷 142-146页

作者：张政冯广斌孙华刚陆军工程大学石家庄校区河北石家庄050003 特种勤务研究所河北石家庄050003

某型复杂齿轮传动系统是履带车辆核心部件之一,为研究不同工况下该齿轮传动系统的动态特性,考虑了液力变矩器的工作特性和啮合齿轮副的时变接触力,利用Creo和RecurDyn软件平台,建立了该系统的虚拟样机仿真模型。选取1挡液力工况对模型... 详细信息

某型复杂齿轮传动系统是履带车辆核心部件之一,为研究不同工况下该齿轮传动系统的动态特性,考虑了液力变矩器的工作特性和啮合齿轮副的时变接触力,利用Creo和RecurDyn软件平台,建立了该系统的虚拟样机仿真模型。选取1挡液力工况对模型进行仿真,分析了启动过程转速、转矩的变化规律,并利用试验值进行了验证。提取并分析了平稳运行状态下变速机构啮合齿轮间接触力的时频域曲线,仿真过程及结果为后续系统状态监测与故障诊断的研究提供了模型和技术支持。

关键词：齿轮传动系统虚拟样机动态特性 RecurDyn

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基于Matlab的齿轮传动系统优化设计

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煤矿开采 2009年第2期14卷 80-82页

作者：张扬承德大通机电制造有限公司河北承德067000

借助于Matlab对一个五级齿轮传动系统进行优化设计,优化的目标是保证传动系统在满足齿轮强度要求的前提下,该传动系统的结构更加紧凑。为齿轮传动系统的优化设计提供了一种新的手段。

关键词：齿轮传动系统 Matlab 优化设计

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考虑加工偏差及其随机性的斜齿轮传动系统动力学与修形稳健设计研究

考虑加工偏差及其随机性的斜齿轮传动系统动力学与修形稳健设计研...

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作者：郭芳西北工业大学

学位级别：博士

因齿轮加工需要经过多道工序、多次离线(或在线)测量,产生加工偏差是无法避免的。齿轮加工偏差形成机理复杂、种类繁多,影响齿轮的传动精度和传动平稳性,是齿轮传动系统产生振动和噪声的主要原因之一,在高速和重载工况下可能会造成轮齿... 详细信息

因齿轮加工需要经过多道工序、多次离线(或在线)测量,产生加工偏差是无法避免的。齿轮加工偏差形成机理复杂、种类繁多,影响齿轮的传动精度和传动平稳性,是齿轮传动系统产生振动和噪声的主要原因之一,在高速和重载工况下可能会造成轮齿失效的严重后果。因此,齿轮加工偏差不容忽视,准确地描述齿轮加工偏差、对含加工偏差的实际齿轮传动系统进行动力学仿真分析具有重要的应用价值。本文系统地提出了考虑确定性齿轮加工偏差的齿轮传动系统动力学分析方法,该方法基于实测齿面偏差数据,将齿轮加工偏差的影响全面、真实地引入齿轮传动系统动力学仿真模型中。基于齿轮加工偏差具有随机性的特点,应用上述考虑确定性齿轮加工偏差的理论分析方法,统计分析了随机性齿轮加工偏差对齿轮系统内部激励及动态响应的影响规律,并基于统计结果对含加工偏差的齿轮进行齿面修形6σ稳健优化设计。本文的主要内容和研究成果如下: (1)提出了含确定性加工偏差的实际齿面接触仿真分析方法。该方法采用双三次B样条曲面拟合不规则分布的实测齿面偏差数据,细致地将齿面微小波动呈现于偏差曲面中。基于偏差曲面和理论齿面构建实际齿面,并对实际齿面进行几何接触分析和承载接触分析,获得了含确定性加工偏差的实际齿面静态啮合特性(包括几何传动误差、齿面接触印痕、承载传动误差等),体现了各项齿面加工偏差的影响。 (2)基于实际齿面的几何接触分析和承载接触分析,提出了确定性齿轮加工偏差影响下齿轮系统内部激励的计算方法。大周期静态几何传动误差激励包括啮合周期(即齿频)误差激励和大、小轮的转动周期(即转频)误差激励。综合时变啮合刚度激励基于齿轮副的几何传动误差、承载传动误差和综合承载变形之间的关系而确定。提出了实际齿面在非全齿面接触时发生线外接触具体位置的判定方法,计算了啮入冲击激励。三种内部激励均基于考虑加工偏差的齿轮副实际啮合过程计算而得。 (3)考虑上述三种内部激励,建立了含确定性齿轮加工偏差的斜齿轮传动弯-扭-轴耦合动力学仿真模型。在拟静态和动态两种工况下,对齿轮系统进行了动力学性能仿真分析。深入探索了齿轮系统动态响应随小轮转速的变化规律,确定了系统的共振转速,并与ISO标准进行对比验证。对比分析了三种内部激励对齿轮系统动态响应的影响。本文提出的考虑确定性齿轮加工偏差的齿轮系统动力学分析方法真实、合理地将加工偏差的影响引入动力学仿真模型中。 (4)以用于齿面检测的斜齿轮副作为试验件,搭建封闭功率流式齿轮传动试验台,在拟静态和动态两种工况下进行齿轮传动性能测试试验,并与理论仿真结果进行对比分析,以验证本文所提理论分析方法的可行性和准确性。 (5)基于考虑确定性齿轮加工偏差的齿轮系统动力学分析方法,提出了考虑随机性加工偏差的齿轮传动系统动力学特性统计分析方法。深入研究了随机性单项齿面偏差以及随机性综合齿面偏差对齿轮系统内部激励及动态响应的影响规律,对比分析了不同形式的齿面偏差特征对齿轮传动性能的影响程度。 (6)选取对齿轮传动性能影响最恶劣的齿面偏差特征,采用6σ稳健优化设计方法和确定性优化设计方法,对含此类偏差特征的齿轮系统进行减振优化设计。利用蒙特卡罗模拟方法对修形优化方案进行随机抽样,对含修形参数抽样值和齿面偏差的齿轮传动系统进行动力学计算,对比分析两种优化设计方法所得修形优化方案的可行性以及修形优化后的齿轮系统动态性能的稳健性。研究表明:在考虑加工偏差的条件下,6σ稳健优化设计方法保证修形方案的可行性概率达到6σ水平,有效提高了齿轮系统传动性能的稳健性。

关键词：齿轮传动系统齿轮加工偏差实际齿面随机性齿面修形6σ稳健优化设计

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高速大功率密度齿轮传动系统动态特性及阻尼环减振研究

高速大功率密度齿轮传动系统动态特性及阻尼环减振研究

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作者：冯海生哈尔滨工业大学

学位级别：博士

齿轮作为一种传递运动和动力的基础件,被广泛应用于机械、汽车、风电、航空、航天及船舶等领域。为提高传动效率和适应其它特殊工况的苛刻性要求,使现代齿轮传动系统普遍朝着高速、大功率密度、低噪声、一体化等方向发展。因齿轮轻量化... 详细信息

齿轮作为一种传递运动和动力的基础件,被广泛应用于机械、汽车、风电、航空、航天及船舶等领域。为提高传动效率和适应其它特殊工况的苛刻性要求,使现代齿轮传动系统普遍朝着高速、大功率密度、低噪声、一体化等方向发展。因齿轮轻量化而导致其柔性变形增加、固有频率值下降而产生更多的共振区,从而使齿轮传动系统振动噪声增大、稳定性变差。因此,本文以高速大功率密度齿轮传动系统为研究对象,分析考虑齿轮轻量化、阻尼环减振的齿轮传动系统动态特性。研究结果对于认识高速大功率密度齿轮传动系统动态特性、指导阻尼环减振技术、轻量化齿轮设计等具有重要理论和实际工程应用价值。本文首先基于集中参数法建立附加阻尼环的齿轮传动系统弯-扭-轴耦合刚体动力学模型,并对其动力学方程进行无量纲化处理。同时,利用滚动轴承拟动力学理论和有限元方法,给出一种考虑齿轮传动系统结构和工况参数、转轴弹性变形的转轴-轴承结合部等效刚度的计算方法。该算法可以计算转轴-轴承结合部的静态和动态等效刚度。研究表明:当激励转速为系统临界转速时,转轴-轴承的动态等效刚度将会出现峰值;载荷增加后,转轴-轴承的轴向动态等效刚度趋近于放松端支承轴承的轴向刚度。基于附加阻尼环的齿轮传动系统弯-扭-轴耦合刚体动力学模型,采用Runge-Kutta法研究轮齿啮合刚度、传递误差和阻尼环等激励因素对系统动态特性的影响。结果表明:对高速大功率密度齿轮,可利用增加辐板阻尼的方式来抑制其因齿轮轻量化而造成的系统响应振幅的增大。阻尼环能够显著抑制齿轮传动系统的振动响应;通过优化阻尼环外圆直径（即阻尼环与轮缘间的过盈量）、厚度、宽度等结构参数可使齿轮传动系统获得最优的减振效果。考虑齿轮、阻尼环的大柔度变形,采用模态缩减法和多体动力学软件Adams相结合的方法,建立附加阻尼环的齿轮传动系统刚柔耦合多体动力学模型。在考虑接触弹塑性变形和轮齿间滞回阻尼特性的基础上,提出了一种改进的大接触变形弹性体间碰撞恢复系数计算方法,该方法适用于弹性变形、弹塑性变形和有限塑性变形的弹性体动态接触特性分析。同时基于此模型的研究表明:辐板和轮缘厚度的增加能够有效抑制齿轮轮缘和辐板轴向振动变形的波动幅度;稳定工况下,平口式阻尼环使得齿轮轮缘、辐板轴向振动幅值的波动幅度出现了大幅度下降。变工况下,平口式阻尼环不但可以大幅度的抑制齿轮轴向振动幅值的波动幅度,还能够显著的抑制轴向啮合力边频振动幅值。为研究高速、油润滑等实际工况下,轻量化齿轮、阻尼环等对齿轮传动系统动态特性影响及实际工程化的需求,本文设计并研制最高输入转速为24kr/min、油润滑、激励转速和载荷可调的高速齿轮试验器。基于该试验器的试验研究表明:对高速大功率密度齿轮传动系统,在15～24 kr/min激励转速范围内,齿轮轮缘、辐板轴向振动幅值随着激励转速增加而出现大幅度的增加。相对齿轮轮缘,齿轮辐板的轴向振动对载荷变化更加敏感。稳定工况下,阻尼环能够有效抑制齿轮辐板的轴向振动且降幅比达到了31.5%71.4%。同时本文还研究断口卡簧式、平口式,平口滚花式阻尼环对齿轮传动系统动态特性的影响,其中平口式滚花式阻尼环对齿轮传动系统轴向振动幅值的抑制、系统辐射噪声的降低等效果最为明显。变工况下,阻尼环能够有效的抑制齿轮轮缘、辐板轴向振动幅值的大幅度波动,缩短变工况的过渡时间,并对齿轮传动系统具有明显的调频降幅作用。最后通过理论和试验的对比分析表明:利用附加阻尼环的齿轮传动系统刚体、刚柔耦合动力学模型所得动态特性结果与试验所得结果的变化趋势相同,但在具体数值上有一定差距。

关键词：齿轮传动系统高速大功率密度动态特性减振技术阻尼环

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基于裂纹扩展的风电齿轮传动系统渐变故障动力学研究

基于裂纹扩展的风电齿轮传动系统渐变故障动力学研究

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作者：管众河南理工大学

学位级别：硕士

随着社会经济的发展与科技的进步,石油、煤炭等化石燃料的日益紧缺以及国家对雾霾治理和环境保护的愈发重视,风力发电已逐渐成为传统燃料发电的替代品。风能是蕴藏着巨大发展可能性的清洁能源,在目前的清洁能源应用中,风力发电已占据主... 详细信息

随着社会经济的发展与科技的进步,石油、煤炭等化石燃料的日益紧缺以及国家对雾霾治理和环境保护的愈发重视,风力发电已逐渐成为传统燃料发电的替代品。风能是蕴藏着巨大发展可能性的清洁能源,在目前的清洁能源应用中,风力发电已占据主导地位。作为风力发电机的重要组成部分,风电齿轮传动系统是风力发电机各部件中故障率最高的部件之一。因此,对风电齿轮传动系统故障动力学的研究对提高风力发电机的运行稳定性和可靠性具有重要的意义。本文以某1.5MW风力发电机齿轮传动系统为研究对象,研究了风力发电机传动系统中太阳轮齿根产生裂纹及裂纹扩展状态下系统的动力学特性,并与系统健康状态时的动力学特性进行对比分析,为风力发电机齿轮传动系统的早期故障诊断提供理论基础。本文的主要内容有: 一、利用集中参数法建立了两级行星轮加一级平行轴齿轮系统动力学模型。根据牛顿运动方程,考虑阻尼、综合传动误差、时变啮合刚度以及变载荷输入的影响,建立了系统的平移-扭转动力学微分方程。对系统内、外部激励进行了推导和模拟。二、基于能量法推导了太阳轮齿根裂纹沿深度方向扩展、裂纹沿齿宽方向扩展以及裂纹沿两方向同时扩展时齿轮副时变啮合刚度表达式,并对裂纹扩展过程中齿轮副啮合刚度的变化规律进行了研究。三、基于龙格-库塔法对太阳轮齿根裂纹沿深度方向扩展、裂纹沿齿宽方向扩展、裂纹沿两方向同时扩展三种不同裂纹扩展模型的系统动力学微分方程进行求解,得到三种扩展模型下的动力学响应,对时域信号以及频域信号进行分析,并与无裂纹状态下系统的动态响应进行对比。引入了均方根RMS、峭度K以及脉冲因子I三种特征参数,通过计算特征参数最大相对变化率对裂纹扩展故障状态进行准确判定。

关键词：风力发电机齿轮传动系统裂纹扩展故障动力学

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