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题名人字齿轮传动系统动力学建模和振动特性研究
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作者
李金超
方朝野
阙洪军
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机构
重庆齿轮箱有限责任公司
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出处
《机电工程》
北大核心
2025年第6期1034-1044,共11页
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基金
国家重点研发计划项目(2020YFB2010100)。
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文摘
为掌握服役过程中,人字齿轮传动系统的动态响应特性,以某人字齿轮传动系统为研究对象,对动态啮合力和箱体振动响应进行了仿真分析和实验研究。首先,依据人字齿传动系统的基本参数和结构,采用了多体动力学方法,建立了“箱体-轴承-轴-齿轮啮合作用”的刚柔耦合动力学模型;然后,将输入条件和约束条件添加到所建模型中,对模型进行了动力学仿真,得到了箱体的振动响应频谱,其与现场实物测试结果吻合较好,验证了模型的准确性;最后,利用上述模型研究了偏心和轴线倾斜情况下人字齿传动系统的动态响应,两种误差均会引起齿轮啮合力的低频波动,并分析了齿面修鼓对其影响。研究结果表明:轴线倾斜引起的波动主要是转频谱线,偏心引起的波动产生了非转频谱线,且该谱线频率与齿轮的重合度有关;偏心或轴向倾斜引起的波动左右齿面相差180°,存在相互抵消现象,非啮合频率的箱体振动响应没有明显表现;齿面修鼓可以明显降低齿轮啮合引起的振动,轴线倾斜误差情况下,振动从1433 mm/s^(2)下降到1207 mm/s^(2),偏心误差情况下,振动从1444 mm/s^(2)下降到1218 mm/s^(2)。该研究成果可为人字齿传动系统的减振避振和实现低噪声设计提供一定理论基础和技术支撑。
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关键词
人字齿轮传动系统
动态啮合力
多体动力学
刚柔耦合动力学模型
动态响应特性
频谱
轴线倾斜
偏心误差
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Keywords
herringbone gear transmission system
dynamic meshing force
multi-body dynamics
rigid-flexible coupling dynamic model
dynamic response characteristics
spectrum
axis tilt
eccentricity error
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分类号
TH132.41
[机械工程—机械制造及自动化]
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题名重合度对人字齿轮传动系统振动特性的影响分析
被引量：2
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作者
尹逊民
贾海涛
张润博
张西金
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机构
中国船舶重工集团公司第七〇三研究所
西北工业大学机电学院
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出处
《机械强度》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第2期284-289,共6页
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基金
国家自然科学基金项目(52005402)资助。
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文摘
重合度是齿轮传动设计中一个重要的性能指标,直接影响人字齿轮承载能力和传动平稳性,在齿轮设计中必须满足重合度要求。首先说明了人字齿轮系统刚度激励和啮合冲击激励,采用集中质量法建立了一对人字齿轮传动系统弯-扭-轴耦合模型。然后分析了重合度对时变啮合刚度和啮合冲击力的影响。最后研究了重合度对人字齿轮副动态啮合特性的影响。得出结论:重合度由2.72增至3.08时,时变啮合刚度峰峰值由4.653 3×10^(8) N/mm减至3.229 9×10^(8) N/mm,最大啮合冲击力由2.23×10^(3) N减至1.92×10^(3) N,齿轮副动态啮合力曲线变得平滑,动载系数也由1.23减至1.18,从而得出重合度增大,能达到系统减振降噪和传动平稳的作用。
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关键词
重合度
人字齿轮传动系统
集中质量法
振动特性
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Keywords
Contact ratio
Herringbone gear transmission system
Lumped-mass method
Vibration characteristics
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分类号
TH11
[机械工程—机械设计及理论]
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题名含有点蚀故障的人字行星齿轮传动系统动态分析
被引量：5
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作者
任菲
王得玺
时桂芹
梁栋
王宁
王琪
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机构
郑州轻工业大学机电工程学院
郑州轻工业大学食品与生物工程学院
重庆交通大学机电与车辆工程学院
中铁工程装备集团有限公司
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出处
《郑州大学学报（工学版）》
CAS
北大核心
2022年第2期71-77,共7页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51605049)
河南省科技攻关研究项目(202102210085,172102210056)。
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文摘
为研究点蚀故障对双齿圈人字行星传动系统接触力特征和均载特性的影响规律,基于SolidWorks、KISSsoft以及ADAMS建立了太阳轮健康和存在不同形式点蚀故障时的系统虚拟样机模型。采用GSTIFF积分法动力学求解器对系统接触行为的数值解进行了求解,在此基础上研究了系统接触力时域和频域特征,根据得到的齿轮接触力对系统均载特性进行了分析。结果表明:系统无故障时,齿轮接触力较为平稳呈周期性变化,具有一定的时变特征;系统均载性能良好,基频与系统理论啮合频率一致,频域图中存在谐波频率,频率两侧有明显的边频带;存在点蚀故障时,接触力时域图中出现了周期性峰值,随着点蚀数量和点蚀深度的增加,接触力峰值和均载系数均增大,均载性能变差,基频和谐波频率两侧的边频带越来越密集;圆形点蚀对系统均载性能的影响比矩形点蚀大,点蚀数量的增加对系统均载性能的影响大于点蚀深度增大对系统均载性能的影响。结果为齿轮动力学和故障诊断研究提供了依据。
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关键词
点蚀故障
双齿圈人字行星齿轮传动系统
接触力
均载特性
谐波频率
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Keywords
pitting failure
double ring herringbone planetary transmission system
contact force
load sharing characteristics
harmonic frequencies
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分类号
TH113
[机械工程—机械设计及理论]
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题名人字齿轮振动模型的解算方法
被引量：4
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作者
吴新跃
邓福顺
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机构
海军工程大学动力工程学院
上海海军基地装备部
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出处
《海军工程大学学报》
CAS
2001年第6期32-36,共5页
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文摘
对人字齿轮传动装置振动模型的解算方法进行了分析讨论 .从中得出在齿轮传动系统振动模型中 ,从参数的确定到模型定量的求解 ,经常不得不采用有限元计算方法 .对于齿轮箱体的分析模型 ,只能采用有限元法建立 ,而对于齿轮的固有振动特性的确定更是离不开有限元方法 ,因此齿轮箱的振动特性的求解除了试验方法之外 ,有限元法应作为基本方法 .
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关键词
振动模型
解算方法
人字齿轮传动系统
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Keywords
gear
herringbone gearing
vibration
vibration pattern
solving methods
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分类号
TH132.417
[机械工程—机械制造及自动化]
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