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Effect analysis of friction and damping on anti-backlash gear based on dynamics model with time-varying mesh stiffness 被引量:7
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作者 杨政 尚建忠 罗自荣 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2013年第12期3461-3470,共10页
A nonlinear model of anti-backlash gear with time-varying friction and mesh stiffness was proposed for the further study on dynamic characteristics of anti-backlash gear. In order to improve the model precision, appli... A nonlinear model of anti-backlash gear with time-varying friction and mesh stiffness was proposed for the further study on dynamic characteristics of anti-backlash gear. In order to improve the model precision, applied force analysis was completed in detail, and single or double tooth meshing states of two gear pairs at any timing were determined according to the meshing characteristic of anti-backlash gear. The influences of friction and variations of damping ratio on dynamic transmission error were analyzed finally by numerical calculation and the results show that anti-backlash gear can increase the composite mesh stiffness comparing with the mesh stiffness of the normal gear pair. At the pitch points where the frictions change their signs, additional impulsive effects are observed. The width of impulsive in the same value of center frequency is wider than that without friction, and the amplitude is lower. When gear pairs mesh in and out, damping can reduce the vibration and impact. 展开更多
关键词 FRICTION DAMPING anti-backlash gear dynamics time-varying mesh stiffness dynamic transmission error
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Mesh stiffness calculation of cycloid-pin gear pair with tooth profile modification and eccentricity error 被引量:7
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作者 LI Xuan CHEN Bing-kui +1 位作者 WANG Ya-wen LIM Teik Chin 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2018年第7期1717-1731,共15页
Cycloid speed reducers are widely used in many industrial areas due to the advantages of compact size, high reduction ratio and high stiffness. However, currently, there are not many analytical models for the mesh sti... Cycloid speed reducers are widely used in many industrial areas due to the advantages of compact size, high reduction ratio and high stiffness. However, currently, there are not many analytical models for the mesh stiffness calculation, which is a crucial parameter for the high-fidelity gear dynamic model. This is partially due to the difficulty of backlash determination and the complexity of multi-tooth contact deformation during the meshing process. In this paper, a new method to calculate the mesh stiffness is proposed including the effects of tooth profile modification and eccentricity error. The time-varying mesh parameters and load distribution of cycloid-pin gear pair are determined based on the unloaded tooth contact analysis (TCA) and the nonlinear Hertzian contact theory, allowing accurate calculations of the contact stiffness of single tooth pair and the torsional stiffness of multi-tooth pairs. A detailed parametric study is presented to demonstrate the influences of tooth profile modification, applied torque and eccentricity error on the torsional mesh stiffness, loaded transmission error, Hertzian contact stiffness and load sharing factor. This model can be applied to further study the lost motion and dynamic characteristics of cycloid speed reducer and assist the optimization of its precision, vibration and noise levels. 展开更多
关键词 cycloid speed reducer mesh stiffness tooth contact analysis load distribution modification
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Simulation study on dynamics of cylindrical gear meshing with the evolution meshing stiffness
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作者 Ma Chao Liu Lingtao +2 位作者 Wang Shaohong Xu Xiaoli Peng Yumin 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S1期146-151,共6页
Simulation study on the cylindrical gear meshing with the evolution gear meshing stiffness is being done for better understanding the dynamic characteristics of the kinematics.With consideration of damping,bearing cle... Simulation study on the cylindrical gear meshing with the evolution gear meshing stiffness is being done for better understanding the dynamic characteristics of the kinematics.With consideration of damping,bearing clearance and gear backlash nonlinearity,the dynamic model is set up and computed in MATLAB.The analysis about the relationship between the kinematic responses and the meshing stiffness are carried out.And the results showed that as the gear mesh stiffness is changed from small to large,the performance of the system is changed from the harmonic stable periodic motion to with one times,two times,four times,ending chaos of the stability of the bifurcation.The research results would have theoretical guidance value for the fault diagnosis in engineering. 展开更多
关键词 cylindrical gear meshing stiffness BIFURCATION
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Analysis of meshing characteristics of planetary gear system considering tooth surface roughness and elastohydrodynamic lubrication
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作者 LIU Ning MA Hui +4 位作者 GUAN Hong ZHOU Sai-nan ZHAO Tian-yu CAO Peng WU Yu-ping 《Journal of Central South University》 2025年第7期2511-2534,共24页
The contact characteristics of the rough tooth surface during the meshing process are significantly affected by the lubrication state.The coupling effect of tooth surface roughness and lubrication on meshing character... The contact characteristics of the rough tooth surface during the meshing process are significantly affected by the lubrication state.The coupling effect of tooth surface roughness and lubrication on meshing characteristics of planetary gear is studied.An improved three-dimensional(3 D)anisotropic tooth surface roughness fractal model is proposed based on the experimental parameters.Considering asperity contact and elastohydrodynamic lubrication(EHL),the contact load and flexibility deformation of the tooth surface are derived,and the deformation compatibility equation of the 3 D loaded tooth contact analysis(3 D-LTCA)method is improved.The asperity of the tooth surface changes the system from EHL to mixed lubrication and reduces the stiffness of the oil film.Compared with the sun planet gear,the asperity has a greater effect on the meshing characteristics of the ring-planet gear.Compared with the proposed method,the comprehensive stiffness obtained by the traditional calculation method considering the lubrication effect is smaller,especially for the ring-planet gear.Compared with roughness,speed and viscosity,the meshing characteristics of planetary gears are most sensitive to torque. 展开更多
关键词 planetary gear tooth surface roughness three-dimensional loaded tooth contact analysis elastohydrodynamic lubrication meshing stiffness
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Mechanical property of cylindrical sandwich shell with gradient core of entangled wire mesh 被引量:1
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作者 Xin Xue Chao Zheng +1 位作者 Fu-qiang Lai Xue-qian Wu 《Defence Technology(防务技术)》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第1期510-522,共13页
To explore the wide-frequency damping and vibration-attenuation performances in the application of aerospace components,the cylindrical sandwich shell structure with a gradient core of entangled wire mesh was proposed... To explore the wide-frequency damping and vibration-attenuation performances in the application of aerospace components,the cylindrical sandwich shell structure with a gradient core of entangled wire mesh was proposed in this paper.Firstly,the gradient cores of entangled wire mesh in the axial and radial directions were prepared by using an in-house Numerical Control weaving machine,and the metallurgical connection between skin sheets and the gradient core was performed using vacuum brazing.Secondly,to investigate the mechanical properties of cylindrical sandwich shells with axial or radial gradient cores,quasi-static and dynamic mechanical experiments were carried out.The primary evaluations of mechanical properties include secant stiffness,natural frequency,Specific Energy Absorption(SEA),vibration acceleration level,and so on.The results suggest that the vibration-attenuation performance of the sandwich shell is remarkable when the high-density core layer is at the end of the shell or abuts the inner skin.The axial gradient material has almost no influence on the vibration frequencies of the shell,whereas the vibration frequencies increase dramatically when the high-density core layer approaches the skin.Moreover,compared to the conventional sandwich shells,the proposed functional grading cylindrical sandwich shell exhibits more potential in mass reduction,stiffness designing,and energy dissipation. 展开更多
关键词 Entangled wire mesh Gradient cylindrical sandwich shell Vacuum brazing Secant stiffness Damping
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斜齿轮表面形貌分形特征对时变接触刚度的影响 被引量:2
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作者 吴石 高增阔 +1 位作者 王明珠 赵成睿 《中国机械工程》 北大核心 2025年第1期59-68,77,共11页
基于改进的W-M分形函数,利用齿高和齿宽表征斜齿轮齿面的表面形貌。采用圆锥微凸体并考虑啮合过程中斜齿轮接触曲率半径的时变性建立了斜齿轮时变接触刚度模型,计算发现基于圆锥微凸体模型计算的时变啮合刚度与ISO6336-1—2006标准计算... 基于改进的W-M分形函数,利用齿高和齿宽表征斜齿轮齿面的表面形貌。采用圆锥微凸体并考虑啮合过程中斜齿轮接触曲率半径的时变性建立了斜齿轮时变接触刚度模型,计算发现基于圆锥微凸体模型计算的时变啮合刚度与ISO6336-1—2006标准计算所得结果接近。研究结果表明,斜齿轮的时变接触载荷和时变接触刚度随着分形维数、特征尺度系数、量纲一接触面积、材料塑性指数的变化而表现出不同的变化趋势。 展开更多
关键词 斜齿轮啮合 表面形貌 分形特征 圆锥微凸体 时变接触刚度
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考虑动态啮合参数与时变齿隙的含质量偏心齿轮系统动力学特性分析
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作者 侯磊 宋金洲 +2 位作者 昌泽元 陈毅 陈予恕 《振动工程学报》 北大核心 2025年第6期1335-1343,共9页
针对齿轮系统中质量偏心与时变参数耦合作用引起的非线性振动问题,建立了考虑动态啮合刚度与时变齿侧间隙的六自由度动力学模型,重点分析质量偏心对系统非线性动力学行为的影响机制。基于势能法构建了时变啮合刚度模型,引入时变齿侧间... 针对齿轮系统中质量偏心与时变参数耦合作用引起的非线性振动问题,建立了考虑动态啮合刚度与时变齿侧间隙的六自由度动力学模型,重点分析质量偏心对系统非线性动力学行为的影响机制。基于势能法构建了时变啮合刚度模型,引入时变齿侧间隙与质量偏心,推导出系统动力学微分方程。数值分析结果表明,质量偏心显著诱发系统由单周期向多周期(如20倍周期)运动演化,且随着偏心距的增大,系统振动幅值和分岔现象明显增强,揭示了其在系统非线性演化过程中的关键作用。研究结果可为高精度齿轮系统的结构优化设计与振动控制提供理论依据。 展开更多
关键词 齿轮传动系统 动态啮合参数 动态齿侧间隙 时变啮合刚度
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基于热弹-黏塑性本构的POM材料齿轮副啮合特性分析
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作者 刘明勇 韩新光 +2 位作者 欧阳周寰 胡俊 闫春爱 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第2期159-170,共12页
为揭示负载、修形和温度对聚甲醛(POM-POM)齿轮副啮合特性的影响,建立热弹-黏塑性材料本构的POM-POM齿轮副3维有限元接触模型;结合POM材料的温度-模量效应,开展温度-应力顺序耦合的稳态热分析,并与POM-POM齿轮副温度服役测试结果对比;... 为揭示负载、修形和温度对聚甲醛(POM-POM)齿轮副啮合特性的影响,建立热弹-黏塑性材料本构的POM-POM齿轮副3维有限元接触模型;结合POM材料的温度-模量效应,开展温度-应力顺序耦合的稳态热分析,并与POM-POM齿轮副温度服役测试结果对比;在稳态热分析基础上,进行完全耦合瞬态热接触分析,并将瞬态温升与Blok温度结果对比;通过齿根应变试验,验证不同负载工况下齿根应变计算的有效性。结果表明:齿轮副的稳态温升呈现齿根高、齿顶与端面较低的分布规律,并随负载增大而上升;通过试验对比得到,有限元计算齿轮稳态温升与试验结果一致,且瞬态温升与Blok公式结果一致;POM-POM齿轮副仿真齿根应变位于试验测试应变误差带内,表明考虑温度-模量效应的热弹-黏塑性材料本构能够表征POM塑料齿轮的热学特性和力学特性。此外,POM-POM齿轮副传动过程中出现啮合线延长且偏离理论位置,且温度对啮合线影响较小。齿面修形可降低其啮合线长度,但不能改善其偏转程度;啮合角在啮入和啮出时会出现较大的变化,温度使其啮合角在双齿啮合区域上升约1℃。啮合刚度与负载相关,随着负载增加,啮合刚度下降且重合度上升。同等条件下,POM-POM齿轮副的传递误差幅值约是金属齿轮副的10倍,且温度使传递误差幅值上升约39%,齿面修形可降低24%左右的传递误差幅值。 展开更多
关键词 黏塑性 POM齿轮 啮合刚度 传递误差
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双啮合分度机构轴系横向刚度建模
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作者 刘明涛 郭天明 陈港 《机械设计》 北大核心 2025年第5期74-80,共7页
横振特性是分度机构动态特性的主要性能指标之一。文中以一种双啮合分度凸轮机构为研究对象,在分析其拓扑结构的基础上,建立了考虑轴承刚度的轴系横向刚度模型,利用有限元仿真技术验证了所提出建模方法的有效性,最后定性分析了计入与不... 横振特性是分度机构动态特性的主要性能指标之一。文中以一种双啮合分度凸轮机构为研究对象,在分析其拓扑结构的基础上,建立了考虑轴承刚度的轴系横向刚度模型,利用有限元仿真技术验证了所提出建模方法的有效性,最后定性分析了计入与不计入轴承因素时整个轴系的柔度。建模中,首先依据力法求解了过约束轴系中的轴承处支反力,随后采用叠加法分析了计入轴承刚度的轴系刚度。研究可解决一类过约束分度机构横向刚度建模问题,也为后续整机动力学建模提供了先期理论支持与必要技术准备。 展开更多
关键词 双啮合分度机构 横向刚度模型 过约束系统 有限元仿真
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电机电流瞬时频率极坐标视图及其在RV齿轮箱故障诊断中的应用
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作者 徐凯 伍星 +1 位作者 王东晓 柳小勤 《振动工程学报》 北大核心 2025年第6期1326-1334,共9页
电机电流监测系统凭借非侵入式、成本低的优势受到了广泛关注,但常用的电流频谱分析容易受到固有谐波以及安装误差的影响,并且高幅值基频会弱化故障特征。为了揭示齿轮故障导致的啮合刚度降低对电机电流频率调制的影响规律,建立了包含... 电机电流监测系统凭借非侵入式、成本低的优势受到了广泛关注,但常用的电流频谱分析容易受到固有谐波以及安装误差的影响,并且高幅值基频会弱化故障特征。为了揭示齿轮故障导致的啮合刚度降低对电机电流频率调制的影响规律,建立了包含故障齿轮啮合刚度的电机电流模型,并推导了瞬时频率表达式。针对传统时频分析方法瞬时频率估计精度低的缺点,提出了基于高阶同步压缩变换(HSST)的瞬时频率极坐标视图方法,用来提取齿轮故障特征。该方法通过检测与故障齿啮合周期同步的频率调制特征来直观地展示齿轮箱故障,避免了固有谐波和基频的干扰,具有齿轮故障特征的唯一性。通过对RV齿轮箱实验台的电机电流信号分析,验证了所提出电机电流模型与故障特征分布规律的准确性,以及基于HSST的瞬时频率极坐标视图的齿轮箱故障诊断方法的有效性。 展开更多
关键词 故障诊断 RV齿轮箱 电机电流分析 高阶同步压缩变换 啮合刚度 瞬时频率极坐标视图
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考虑离心效应直齿圆柱齿轮动态啮合刚度计算的新方法
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作者 张小翠 莫国胤 +3 位作者 刘富豪 张建强 蒋汉军 张介禄 《机械强度》 北大核心 2025年第6期27-36,共10页
在齿轮啮合过程中,驱动速度在评估啮合刚度方面起着重要作用,而许多学者往往忽视了这一点及其伴随而来的离心效应。基于Euler梁理论,提出了一种原始计算算法,通过在速度场中引入离心效应来计算直齿轮的受驱动速度影响的动态啮合刚度。... 在齿轮啮合过程中,驱动速度在评估啮合刚度方面起着重要作用,而许多学者往往忽视了这一点及其伴随而来的离心效应。基于Euler梁理论,提出了一种原始计算算法,通过在速度场中引入离心效应来计算直齿轮的受驱动速度影响的动态啮合刚度。以驱动速度为控制参数,研究了受驱动速度影响的动态啮合刚度,并证明了离心效应与动态啮合刚度之间的非线性关系。结果表明,在离心场的作用下,齿轮的固有频率和动态啮合刚度的波动都随着驱动速度的增加而增加。材料的高弹性模量容易抑制驱动速度对动态啮合刚度的影响,而密度则相反。研究结果为进一步分析齿轮在离心作用下的振动、噪声提供参考。 展开更多
关键词 动态啮合刚度 离心效应 驱动速度 齿轮材料 频率分析
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并车汇流齿轮传动系统减振降噪多目标优化
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作者 何泽银 王承登 +1 位作者 肖腾 杨震 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第4期806-813,共8页
针对并车汇流齿轮传动系统振动、噪声、承载及轻量化最优结果参数各不相同的问题,本文提出并车汇流齿轮传动系统传动误差-振动-噪声-承载-质量多目标优化设计方法。考虑时变啮合刚度与传动误差,以系统动态传动误差、齿轮承载、质量、噪... 针对并车汇流齿轮传动系统振动、噪声、承载及轻量化最优结果参数各不相同的问题,本文提出并车汇流齿轮传动系统传动误差-振动-噪声-承载-质量多目标优化设计方法。考虑时变啮合刚度与传动误差,以系统动态传动误差、齿轮承载、质量、噪声与振动加速度为目标函数,以齿轮宏微观参数为设计变量,建立并车汇流齿轮传动系统传动误差-振动-噪声-承载-质量多目标优化模型,开展并车汇流齿轮传动系统减振降噪多目标优化研究。结果表明:优化后,系统噪声降低了2.3%,系统总质量降低了13.7%,系统动态传动误差峰峰值减小了55.7%,齿根弯曲应力减小了30.1%,系统振动加速度均方根值减小了40.0%,实现了并车汇流齿轮系统的振动噪声快速优化。 展开更多
关键词 齿轮传动 并车汇流 时变啮合刚度 传动误差 动力学模型 减振降噪 轻量化 多目标优化
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脂润滑小模数齿轮副时变啮合刚度计算方法 被引量:1
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作者 胡波 谭清杰 +2 位作者 董建雄 肖泽亮 尹来容 《振动与冲击》 北大核心 2025年第5期80-87,共8页
时变啮合刚度是齿轮动力学设计与分析中至关重要的参数,而充斥啮合齿面的润滑剂会改变齿轮接触特性,影响时变啮合刚度。同时,小模数齿轮副的中心距极小,其啮合角、重合度与啮合刚度等对中心距误差非常敏感。针对脂润滑与中心距误差对小... 时变啮合刚度是齿轮动力学设计与分析中至关重要的参数,而充斥啮合齿面的润滑剂会改变齿轮接触特性,影响时变啮合刚度。同时,小模数齿轮副的中心距极小,其啮合角、重合度与啮合刚度等对中心距误差非常敏感。针对脂润滑与中心距误差对小模数齿轮接触的影响,该研究基于弹流脂润滑理论,推导了油膜承载刚度的计算公式;结合势能法,构建了脂润滑齿轮的时变啮合刚度计算模型,研究了转速、黏度对脂润滑齿轮啮合刚度的影响规律。研究结果表明:脂润滑小模数齿轮的二次压力峰与膜厚紧缩现象明显,其位置随着载荷的增加向出口偏移;充斥啮合齿面之间的润滑油膜通过增大接触面积,从而强化小模数齿轮的时变啮合刚度;相反,中心距误差的增加会弱化齿轮副的时变啮合刚度;油脂黏度可以增加油膜对齿轮副啮合刚度的强化作用,但齿轮转速的上升会弱化脂润滑齿轮的啮合刚度。 展开更多
关键词 小模数齿轮 脂润滑 啮合刚度 中心距误差 势能法
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考虑中心距偏差的直齿轮啮合刚度及振动分析
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作者 黄一伦 陈旭 +1 位作者 胡玉梅 何造 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第4期561-572,共12页
考虑中心距偏差的影响,将单个轮齿的啮合过程离散成20个啮合点,并建立不同啮合点处的直齿轮副静态啮合有限元模型,研究了齿轮啮合刚度以及传递误差随中心距偏差变化的规律。随后建立了直齿轮副动态啮合有限元模型,通过瞬态动力学仿真分... 考虑中心距偏差的影响,将单个轮齿的啮合过程离散成20个啮合点,并建立不同啮合点处的直齿轮副静态啮合有限元模型,研究了齿轮啮合刚度以及传递误差随中心距偏差变化的规律。随后建立了直齿轮副动态啮合有限元模型,通过瞬态动力学仿真分析了中心距偏差、转速以及负载扭矩等参数对齿轮副系统振动响应的影响。研究结果表明:随着中心距偏差增大,直齿轮啮合刚度降低,静态传递误差增大,啮合振动变大,但是对于振动的影响存在一个临界值,当偏差达到临界值之后,随着中心距偏差的增大,齿轮副的啮合振动将维持在一个相对恒定的状态;齿轮副系统的振动随着转速的升高而增大,当处于共振转速时,齿轮发生严重脱啮,齿轮系统中的主要激振频率不再与啮合频率成整数倍关系,此时齿轮的振动呈现随机性,啮合冲击成倍增加,啮合稳定性下降;齿轮副的啮合振动随着扭矩的增大而呈现非线性递增,当扭矩过大时会引发节线冲击以及轮辐的异常振动,导致齿轮啮合性能变差。 展开更多
关键词 中心距偏差 啮合刚度 传递误差 振动特性
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考虑轮齿变形的修形斜齿轮啮合刚度改进计算方法
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作者 赵冬艳 王国平 石慧荣 《振动与冲击》 北大核心 2025年第14期75-83,113,共10页
斜齿轮轮齿受载变形会导致轮齿超前进入或滞后退出啮合,使轮齿啮合点偏离理论位置从而产生啮入或啮出冲击,而采用齿顶修形可减小或避免斜齿轮传动中进入或退出啮合时的冲击现象。针对齿顶修形斜齿轮传动,综合考虑轮齿齿面接触刚度和轮... 斜齿轮轮齿受载变形会导致轮齿超前进入或滞后退出啮合,使轮齿啮合点偏离理论位置从而产生啮入或啮出冲击,而采用齿顶修形可减小或避免斜齿轮传动中进入或退出啮合时的冲击现象。针对齿顶修形斜齿轮传动,综合考虑轮齿齿面接触刚度和轮齿弯曲变形引起的扩展啮合现象,根据齿轮接触线变化机理和切片法原理,建立了齿轮啮合刚度、轮齿接触线长度和载荷分布系数的计算模型,并利用给出方法对不同修形参数和外载荷作用下的斜齿轮啮合刚度及其波动特性进行了分析。通过与文献结果的比较,表明给出方法能够更加高效地准确计算斜齿轮啮合刚度,并获取啮合刚度波动系数与齿顶修形参数和传递载荷之间内在关系。 展开更多
关键词 齿顶修形 啮合刚度 斜齿轮 载荷分布 扩展接触
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考虑齿根裂纹的行星齿轮动态响应特性研究
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作者 郭昆 张铁明 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第2期56-62,70,共8页
针对太阳齿轮裂纹状态下的行星齿轮系统,构建了基于集总参数法的动力学模型。首先,根据齿轮过渡曲线的特征方程提出了行星齿轮系统啮合刚度计算的改进方法,该计算方法分别考虑了齿轮在正常和裂纹状态下的啮合特性。基于这些计算,进一步... 针对太阳齿轮裂纹状态下的行星齿轮系统,构建了基于集总参数法的动力学模型。首先,根据齿轮过渡曲线的特征方程提出了行星齿轮系统啮合刚度计算的改进方法,该计算方法分别考虑了齿轮在正常和裂纹状态下的啮合特性。基于这些计算,进一步求解了齿轮系统传动过程中的振动响应。仿真结果显示,齿根裂纹出现时,其振动响应呈现出明显的冲击特征,同时揭示了太阳齿轮故障的特征频率和倍频特性。为对比所提分析方法的有效性,开展了仿真与实验对比,验证了行星齿轮啮合刚度计算模型的有效性。 展开更多
关键词 齿轮裂纹 时变啮合刚度 行星齿轮 振动响应
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计入齿根裂纹的直齿轮传动系统振动特性研究
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作者 范磊 王娜 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第1期75-81,共7页
针对裂纹故障状态下的直齿轮传动系统,提出了计入齿根裂纹不均匀分布的直齿轮传动动态仿真方法。首先将齿轮沿齿轮齿宽方向分成若干薄片,通过具有均匀分布的齿根裂纹的方法来获得每个齿轮切片的时变啮合刚度(TVMS)。考虑了齿轮和小齿轮... 针对裂纹故障状态下的直齿轮传动系统,提出了计入齿根裂纹不均匀分布的直齿轮传动动态仿真方法。首先将齿轮沿齿轮齿宽方向分成若干薄片,通过具有均匀分布的齿根裂纹的方法来获得每个齿轮切片的时变啮合刚度(TVMS)。考虑了齿轮和小齿轮的纵向/垂直相对位移,推导了外圈与轴承座之间的纵向/垂直接触力,根据达朗伯原理,得出了齿轮传动系统中齿轮和小齿轮的运动方程。最后通过仿真分析了裂纹从齿轮齿面一侧开始扩展时的轴承振动特性,同时通过统计指标验证了仿真分析的合理性。该模型可为齿轮齿根裂纹的检测与诊断提供理论指导。 展开更多
关键词 裂纹齿轮 时变啮合刚度 齿轮传动 接触力
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考虑时变啮合刚度的行星滚柱丝杠动力学建模与振动特性分析
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作者 卢夏沁 陈换过 +2 位作者 吴建伟 彭雨浩 汤佳辉 《振动与冲击》 北大核心 2025年第11期119-128,138,共11页
针对行星滚柱丝杠(planetary roller screw mechanism,PRSM)动态特性研究中的不足,特别是对传动副啮合刚度时变特性和非线性因数考虑不充分的问题,提出了一种考虑间隙、摩擦阻尼和时变啮合刚度的PRSM“扭转-平移-轴向”动力学建模方法... 针对行星滚柱丝杠(planetary roller screw mechanism,PRSM)动态特性研究中的不足,特别是对传动副啮合刚度时变特性和非线性因数考虑不充分的问题,提出了一种考虑间隙、摩擦阻尼和时变啮合刚度的PRSM“扭转-平移-轴向”动力学建模方法。通过集中质量法构建动力学模型,基于达朗贝尔原理推导出运动微分方程;根据机构传动副特点,构建了齿轮副悬臂梁模型与螺纹副轴向刚度模型,结合势能法、直接刚度法和赫兹接触理论提取出啮合刚度参数。最后,采用Runge-Kutta数值积分法求解系统微分方程,通过与刚体动力学模型对比验证模型准确性,并获取了PRSM的振动特性。研究成果为PRSM的故障特性分析和智能诊断奠定了理论基础。 展开更多
关键词 行星滚柱丝杠(PRSM) 集中质量动力学建模 时变啮合刚度 动态特性分析
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基于改进势能法啮合刚度的斜齿轮副啮合特性研究
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作者 王乐 杜艳平 +4 位作者 窦水海 刘富 白慧娟 贾晓美 李婷 《包装工程》 北大核心 2025年第3期169-178,共10页
目的提出一种改进的斜齿轮啮合刚度计算方法,以提高齿轮传动系统动力学分析中的计算效率和准确性。通过精确建模时计算变啮合刚度,深入理解齿轮传动系统的动态行为,从而为优化齿轮设计和提升系统性能提供理论依据。方法提出一种基于改... 目的提出一种改进的斜齿轮啮合刚度计算方法,以提高齿轮传动系统动力学分析中的计算效率和准确性。通过精确建模时计算变啮合刚度,深入理解齿轮传动系统的动态行为,从而为优化齿轮设计和提升系统性能提供理论依据。方法提出一种基于改进势能法的斜齿轮啮合刚度计算方法,并对比了势能法、有限元法和ISO6336-1法;在MATLAB中建立传动系统的动力学模型,仿真分析相啮合斜齿轮的动态啮合力及各斜齿轮的径向和轴向振动特性。结果橡皮滚筒与印版滚筒齿轮副及印版滚筒与压印滚筒齿轮副的动态啮合力相近;橡皮滚筒传动斜齿轮径向振动指标较小,但轴向振动较大;印版滚筒和压印滚筒传动斜齿轮的径向振动大小相近、方向相反,轴向振动方向相同。结论改进势能法显著提高了计算效率,减轻了工作负担,同时更贴近实际工况的啮合刚度。通过动力学分析,2对齿轮副的啮合力变化及振动特性得到全面理解,为优化齿轮设计和提升传动系统性能提供了重要指导。 展开更多
关键词 时变啮合刚度 斜齿轮 印刷机 动力学模型
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线齿轮啮合刚度解析计算方法及影响因素分析
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作者 付文波 谢坤良 +1 位作者 张林贝子 丁江 《广西大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期613-623,共11页
为了建立线齿轮啮合刚度的准确与高效计算方法,研究线齿轮啮合刚度的影响因素,基于势能法思想综合考虑线齿轮的弯曲势能、剪切势能与压缩势能,提出一种线齿轮啮合刚度解析计算方法,并与仿真结果进行对比,分析刚度分量、参变量取值区间... 为了建立线齿轮啮合刚度的准确与高效计算方法,研究线齿轮啮合刚度的影响因素,基于势能法思想综合考虑线齿轮的弯曲势能、剪切势能与压缩势能,提出一种线齿轮啮合刚度解析计算方法,并与仿真结果进行对比,分析刚度分量、参变量取值区间宽度及传动比对线齿轮啮合刚度的影响。结果表明:所建立的线齿轮啮合刚度解析计算方法合理可行;在所研究的刚度分量中,弯曲刚度分量对线齿轮啮合刚度的影响最显著,压缩刚度对线齿轮啮合刚度的影响最小;随着参变量取值区间宽度的增大,重合度增大,而啮合刚度均值、变化幅度及波动逐渐减小;随着传动比的增大,啮合刚度均值逐渐增大,啮合刚度变化幅度及波动先减小后增大。 展开更多
关键词 线齿轮 啮合刚度 势能法 有限元 影响因素
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