检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：王进进燕山大学

学位级别：硕士

齿轮作为机械设备中应用最广的动力传递装置,其具有的振动特性对整个机械设备的工作性能有十分重要的影响,所以对齿轮系统振动特性的研究具有重要的理论以及现实意义。本课题以一类含齿侧间隙及时变刚度的齿轮副传动系统为研究对象,着... 详细信息

齿轮作为机械设备中应用最广的动力传递装置,其具有的振动特性对整个机械设备的工作性能有十分重要的影响,所以对齿轮系统振动特性的研究具有重要的理论以及现实意义。本课题以一类含齿侧间隙及时变刚度的齿轮副传动系统为研究对象,着重研究了系统的非光滑振动特性,并结合自抗扰控制策略,设计了一款基于干扰的补偿控制器,有效的抑制了系统中出现的振动现象。首先,综合考虑齿轮传动系统中的时变刚度、间隙、静态传递误差等因素,依据牛顿定律,建立了一类含间隙非光滑特性的机械模型。结合齿轮系统的实际工作状况将其运动状态归纳为了三种情形,为了能够对各种运动情形进行分析,引入了连续映射以及不连续映射的概念,随后,采用映射的思想,以外载荷为参数对系统的周期响应进行了分析;采用Floquet理论并结合映射的思想给出了判断其稳定性的方法,通过数值仿真对周期运动的稳定性以及失稳方式进行了预测;同时,为了判定系统是否处于混沌状态,求出了系统的最大Lyapunov指数谱;最后,为了验证上述理论合理性,给出了系统的全局分叉图,通过对比得到了一致的结论。其次,考虑齿轮副系统的间隙和时变特性(包括时变刚度以及静态传递误差)建立了非线性扭转振动模型,并通过各种手段,包括系统分叉图、相图、Poincare截面以及最大李亚普诺夫指数谱等途径研究了系统在时变参数激励下的复杂非线性振动特性,研究发现,系统在不同的啮合频率范围内会产生不同形式的扭转振动,其中包括完全啮合的单周期振动,单边碰撞的单周期运动,单边碰撞的多周期运动动以及混沌状态。最后,为抑制系统中参数激励导致的各种非线性振动现象,设计了一种基于自抗扰控制技术的补偿控制器,数值仿真表明该控制器可以有效的抑制时变参数激励引起的各种振动。

关键词：齿轮传动系统非光滑振动间隙时变特性自抗扰控制

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齿轮传动系统动力学分析及减振方法研究

齿轮传动系统动力学分析及减振方法研究

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作者：车博文郑州大学

学位级别：硕士

齿轮机构是重要的旋转机械装置之一,在航空航天、高铁、石油化工、发电等领域有着广泛的应用。齿轮传动系统工作环境恶劣,动态激励复杂,振动噪音较大,易受损伤,在大多数情况下是公认的易损件。当今,对齿轮传动装置的可靠性要求越来越高... 详细信息

齿轮机构是重要的旋转机械装置之一,在航空航天、高铁、石油化工、发电等领域有着广泛的应用。齿轮传动系统工作环境恶劣,动态激励复杂,振动噪音较大,易受损伤,在大多数情况下是公认的易损件。当今,对齿轮传动装置的可靠性要求越来越高,需要进一步了解齿轮传动系统中所涉及的非线性动力学现象以及相关减振方法的应用。因此,通过建立包含各种实际因素的齿轮传动系统动力学模型来研究系统的动力学特性,并探索系统的减振方法,以保障设备的安全稳定运行。基于上述问题,本文以渐开线圆柱直齿轮为研究对象,以系统的理论计算模型为基础,对系统的动态特性和减振方法进行数值模拟研究,主要工作内容如下:(1)综合考虑齿轮内、外动态激励因素后建立了6自由度齿轮传动系统非线性动力学模型,并基于非线性振动理论,以支承刚度、支承阻尼和外部载荷为控制参数绘制不同激励频率下的系统分岔图,观察了系统的动力学响应。同时,从齿轮传动系统的相平面图、庞加莱图、时域响应图和频谱图中确定了系统的动态特性。分析发现,支承刚度对系统的动态特性影响复杂,支承阻尼和外部载荷对系统有一定影响,支承阻尼和外部载荷较大时,会提高系统稳定性。(2)齿轮啮合过程中会有摩擦散热以及工作环境的改变,致使齿轮和箱体所处的温度场变化,从而发生热变形,影响传动特性。因此,根据机械热变形相关知识分析了齿轮啮合过程中温度的影响,并建立了考虑温度效应的6自由度动力学模型,研究了温升以及激励频率对系统动态特性的影响。分析发现,温度会对系统的动态特性产生影响;激励频率的变化会使系统的运动状态呈现出单周期、多周期以及分岔和混沌等多种响应形式。(3)研究挤压油膜阻尼器(SFD)对齿轮传动系统振动特性的影响,建立了齿轮-轴-挤压油膜阻尼器系统的10自由度动力学模型,并对比了未安装阻尼器和安装阻尼器后系统的振动响应,发现安装阻尼器后系统在一定转速范围内的振动响应能够得到有效的抑制,同时研究了阻尼器参数对其减振性能的影响,为匹配其合理的设计参数提供了指导。

关键词：齿轮传动系统非线性动力学温度效应挤压油膜阻尼器减振

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齿轮传动系统裂纹故障机理研究及动态响应分析

齿轮传动系统裂纹故障机理研究及动态响应分析

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作者：金业森燕山大学

学位级别：硕士

随着我国经济的快速发展,机械制造业向“智能化”与“高端化”方向靠拢,机械设备更加精密和复杂,故障发生率随之提升,故障形式更加多样。齿轮箱作为一种常见的传动装置,因其内部结构特殊,应力应变情况相对复杂,极易发生故障。作为齿轮... 详细信息

随着我国经济的快速发展,机械制造业向“智能化”与“高端化”方向靠拢,机械设备更加精密和复杂,故障发生率随之提升,故障形式更加多样。齿轮箱作为一种常见的传动装置,因其内部结构特殊,应力应变情况相对复杂,极易发生故障。作为齿轮箱较为严重的故障类型之一,断齿故障是较为严重的故障类型,其早期表现形式为轮齿裂纹,故研究齿轮裂纹故障可以为齿轮箱早期故障诊断提供理论依据与基础。本文将齿轮传动系统作为研究对象,结合轮齿裂纹产生及扩展机理,提出计算齿轮时变啮合刚度的解析模型,构建齿轮传动系统动力学模型,研究齿轮传动系统动态响应,分析故障特征及规律,为故障检测与诊断提供理论依据。本文主要研究内容如下:首先,研究齿轮疲劳裂纹故障扩展机理。对比三类裂纹断裂特征模型,分析每一种特征模型的裂纹尖端应力场及位移场。描述裂纹扩展速率公式,研究裂纹扩展不同阶段。设计裂纹扩展仿真实验,模拟轮齿啮合过程并确定裂纹初始位置。考虑支撑比和裂纹初始位置对裂纹扩展路径的影响,采用有限元法得到仿真裂纹扩展路径,与实验裂纹路径对比,确定实验方法的准确性。其次,研究锯齿形和随机曲线形裂纹模型啮合刚度的变化规律。基于势能法,改进啮合刚度算法,推导出两模型的啮合刚度计算公式,计算不同故障程度下的啮合刚度,分析不同裂纹故障程度对啮合刚度及其分量的影响。基于有限元法对不同健康状况下的齿轮模型进行齿面应力分析,研究不同程度的裂纹对齿轮啮合特性的影响,并计算不同裂纹程度下两种裂纹模型的啮合刚度,与势能法结果进行对比,验证裂纹模型的有效性。最后,研究齿轮传动系统的动态响应以及故障特征。构建六自由度动力学模型,考虑时变啮合刚度以及齿面摩擦等因素,得到齿轮系统的动态响应。分析不同故障程度下的系统响应,采用时域和频域分析法提取裂纹故障特征。结合实验信号,对比齿轮动力学模型仿真结果,验证模型的准确性。采用时域和频域指标评价仿真信号,得到适合评价齿轮故障的方法和指标,为齿轮系统故障诊断提供指导。

关键词：齿轮传动系统齿轮裂纹裂纹扩展路径啮合刚度动态响应

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齿轮传动系统非线性动力学与可靠性研究

齿轮传动系统非线性动力学与可靠性研究

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作者：孙安邦东北大学

学位级别：硕士

齿轮传动系统是各种机械设备中应用最广泛的传动装置之一,其动力学特性和可靠性对整个机械设备有着重要的影响。齿轮传动系统是由齿轮副、传动轴和支承轴承等组成的弹性机械系统,在传动过程中,由于齿轮的轮齿、轴和轴承等都会产生弹性变... 详细信息

齿轮传动系统是各种机械设备中应用最广泛的传动装置之一,其动力学特性和可靠性对整个机械设备有着重要的影响。齿轮传动系统是由齿轮副、传动轴和支承轴承等组成的弹性机械系统,在传动过程中,由于齿轮的轮齿、轴和轴承等都会产生弹性变形,系统会产生扭转振动和横向振动的耦合,加之齿轮时变啮合刚度和齿侧间隙等非线性因素的影响,使齿轮系统成为强非线性系统,因此需要应用非线性理论对齿轮系统的动力学特性进行分析。由于齿轮传动系统各参数均具有随机性,而以往的可靠性评估方法很难适用于强非线性系统,因此,研究适用于非线性系统的可靠性评估算法对于齿轮传动系统具有重要意义和研究价值。本文首先应用材料力学方法和ANSYS有限元仿真求得齿轮的时变啮合刚度,作为齿轮传动系统的刚度激励。然后,建立考虑齿轮时变啮合刚度、齿轮误差、啮合阻尼、齿侧间隙、支承轴承的刚度和阻尼的三自由度非线性耦合振动分析模型。利用Runge-Kutta数值积分法对齿轮传动系统的振动微分方程组进行数值求解,得到系统的稳态响应。分别利用时间历程图、位移—速度相平面图、Poincare截面图、功率谱图、分叉图和Lyapunov指数图对齿轮系统的非线性动力学特性进行分析,并研究不同参数的变化对齿轮系统稳定性的影响。最后,提出了适用于功能函数为隐式函数或强非线性的可靠性分析方法,即提出一种基于Kriging模型和Monte Carlo法的主动学习的可靠性方法,求解了不同情况下系统的可靠度,并对系统的可靠性灵敏度进行分析。通过本文的研究,可以分析出齿轮传动系统稳定时的动力学特性,得到系统的振动特性随参数的变化情况。并且能够精确地计算齿轮传动系统的振动可靠度且提高计算效率,可以得到各个参数对系统振动可靠性影响程度的大小,为齿轮传动系统的可靠性设计和优化提供指导和理论依据。

关键词：齿轮传动系统非线性动力学时变啮合刚度可靠性灵敏度

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差动调速风电机组齿轮传动系统动态特性研究

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热能动力工程 2020年第1期35卷 238-246页

作者：芮晓明谢鲁冰黄杨森华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206

针对差动调速齿轮传动系统的刚体动力和振动特性进行研究,考虑传动系统的实际工作状况和主要内外部参数激励,建立差动调速齿轮传动系统的非线性动力学模型和振动微分方程,在SIMULINK中搭建差动调速齿轮传动系统数值模型,仿真分析其动态... 详细信息

针对差动调速齿轮传动系统的刚体动力和振动特性进行研究,考虑传动系统的实际工作状况和主要内外部参数激励,建立差动调速齿轮传动系统的非线性动力学模型和振动微分方程,在SIMULINK中搭建差动调速齿轮传动系统数值模型,仿真分析其动态特性。结果表明:相对于齿侧间隙为零,齿侧间隙不等于零则使高频振动幅值波动更明显,同时加大了对低频振动的影响,表现出明显的非线性特征,因此在差动调速齿轮传动系统的动态设计和运行过程中,应注意控制和监测齿侧间隙值。

关键词：风电机组差动调速齿轮传动系统非线性动力学模型动态特性

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风电齿轮箱齿轮传动系统非线性因素影响分析

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沈阳工业大学学报 2015年第6期37卷 613-618页

作者：陈长征赵昕刘杰孙自强沈阳工业大学机械工程学院沈阳110870

针对风力发电机齿轮箱在实际风场中工况复杂的问题,采用集中质量参数法建立了风电齿轮箱传动系统高速级齿轮滚动轴承耦合动力学模型,考虑了传动系统的综合啮合刚度、误差激励、齿面侧隙和轴承径向刚度等非线性影响因素,对1.5 MW风力机... 详细信息

针对风力发电机齿轮箱在实际风场中工况复杂的问题,采用集中质量参数法建立了风电齿轮箱传动系统高速级齿轮滚动轴承耦合动力学模型,考虑了传动系统的综合啮合刚度、误差激励、齿面侧隙和轴承径向刚度等非线性影响因素,对1.5 MW风力机齿轮箱传动系统的非线性动力学模型进行了仿真计算分析.采用Runge-Kutta法对模型进行求解得到传动系统的时域波形和幅频响应.结果表明:较小齿面侧隙会使系统出现较大振动响应,随着齿面侧隙增大,系统振动位移减小,会导致系统从周期走向混沌响应;轴承游隙的存在使系统产生混沌响应,呈现出非周期的特征.

关键词：风力发电机齿轮箱齿轮传动系统滚动轴承齿面侧隙 Runge—Kutta法动态特性非线性

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有辐板阻尼的齿轮传动系统的复模态分析

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机械科学与技术 1994年第1期13卷 17-22页

作者：方宗德西北工业大学

本文以薄辐板加阻尼结构的航空齿轮传动系统为研究对象，建立了系统的动力学模型，进而用复模态分析方法求解了系统的复频率、复振型和因啮合刚度波动引起的自激振动响应．计算结果明确显示了辐板阻尼在齿轮副相对振动及辐扳扭振中的作用．

关键词：阻尼齿轮传动系统复模态分析

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功率六分支人字齿轮传动系统的配齿方法

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机械科学与技术 2024年第4期43卷 698-703页

作者：刘琳琳王三民何前进赵永进任鸿飞西北工业大学机电学院西安710072

功率分流传动系统具有承载能力强、传动比大、结构紧凑等优点,已被广泛应用于大功率动力传输。在各支路齿轮配齿时,考虑邻接条件和传动比条件,且避免齿轮发生碰撞的前提下,消除各对齿轮啮合时产生的干涉已成为该系统设计时需考虑的关键... 详细信息

功率分流传动系统具有承载能力强、传动比大、结构紧凑等优点,已被广泛应用于大功率动力传输。在各支路齿轮配齿时,考虑邻接条件和传动比条件,且避免齿轮发生碰撞的前提下,消除各对齿轮啮合时产生的干涉已成为该系统设计时需考虑的关键问题之一。本文在功率六分支同轴传动构型设计基础上,提出了一种更容易判断4个齿轮啮合是否产生干涉的判断条件,并将其与变位齿轮结合,建立了六分支人字齿轮配齿方法,该方法不仅可快速计算出使齿轮啮合不产生干涉的变位系数,而且还可以得出满足传动比要求和干涉量误差的多组方案。算例结果表明,该方法得到的齿轮参数满足各项要求,为某舰船动力系统中的六分支人字齿轮传动系统的设计提供了实用的方法和理论依据。

关键词：齿轮传动系统功率六分支齿轮干涉条件配齿变位系数

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直齿轮传动系统特征分析与静强度可靠性模型

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机械强度 2016年第5期38卷 972-979页

作者：谢里阳航空动力装备振动及控制教育部重点实验室东北大学沈阳110819

齿轮传动系统是一个串联系统,但在系统与零件之间的关系、系统实现功能的方式、以及系统的时间属性等方面与传统意义上的串联系统有明显不同。从可靠性分析的角度,详细分析了齿轮传动系统在系统构型、载荷传递及失效等方面的特点。鉴于... 详细信息

齿轮传动系统是一个串联系统,但在系统与零件之间的关系、系统实现功能的方式、以及系统的时间属性等方面与传统意义上的串联系统有明显不同。从可靠性分析的角度,详细分析了齿轮传动系统在系统构型、载荷传递及失效等方面的特点。鉴于可靠性分析的需要,细化了机械系统分类,把串联系统划分为简单(空间或空域)串联系统(常构串联系统)和时域串联系统(变构串联系统)。根据在功能、结构、载荷等方面不同的系统,有针对性地研究可靠性分析与可靠性建模方法。以单级齿轮传动系统为例,建立了不同系统结构参数、不同服役条件下的系统可靠性模型,展示了系统可靠性变化规律,以及所建模型与传统串联系统模型之间的差异。

关键词：可靠性齿轮传动系统时域串联系统变构串联系统

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非扭矩载荷下风电齿轮传动系统动力学响应特性分析

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湖南科技大学学报（自然科学版） 2018年第4期33卷 49-55页

作者：沈意平李斌李学军宾光富湖南科技大学机械设备健康维护湖南省重点实验室湖南湘潭411201

风电机组叶轮承受风载产生的推力和弯矩等非扭矩载荷传递到齿轮箱内部,会引起关键部件振动加剧、动载增大,将加速齿轮、轴承等部件的过早失效.本文针对某5 MW风电齿轮传动系统,考虑行星架和太阳轮轴的柔性,计算了各对齿轮间的啮合刚度... 详细信息

风电机组叶轮承受风载产生的推力和弯矩等非扭矩载荷传递到齿轮箱内部,会引起关键部件振动加剧、动载增大,将加速齿轮、轴承等部件的过早失效.本文针对某5 MW风电齿轮传动系统,考虑行星架和太阳轮轴的柔性,计算了各对齿轮间的啮合刚度和阻尼以及轴承的支承刚度,采用ADAMS软件建立其刚柔耦合动力学模型,分析了非扭转载荷对关键部件振动和动载荷特性的影响,结合理论分析与对比验证,掌握了非扭矩载荷引起低、中和高速级齿轮振动位移和动态啮合力以及轴承动载增大的变化规律,将为齿轮传动系统动态性能评估及其可靠性优化设计提供重要的理论依据.

关键词：非扭矩载荷齿轮传动系统刚柔耦合动力学响应

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