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摆线传动系统摆线轮故障动力学特性研究
1
作者
易相宏
牛蔺楷
熊晓燕
《机电工程》
北大核心
2025年第3期407-419,共13页
摆线传动系统是现代精密机械关键传动形式之一,其故障对设备的可靠性和精密性都有重要影响。为探究摆线轮故障对摆线传动系统产生何种影响,基于多体动力学方法以及动力学模型,对摆线轮剥落故障下摆线传动系统的接触力及非线性动力学特...
摆线传动系统是现代精密机械关键传动形式之一,其故障对设备的可靠性和精密性都有重要影响。为探究摆线轮故障对摆线传动系统产生何种影响,基于多体动力学方法以及动力学模型,对摆线轮剥落故障下摆线传动系统的接触力及非线性动力学特性进行了研究。首先,综合考虑了材料属性、接触刚度、碰撞阻尼等因素,应用SolidWorks建立了系统三维模型,在摆线轮上切除了特定深度和宽度的缺陷,以模拟实际工况下摆线轮的剥落故障,并使用RecurDyn建立了多体动力学仿真模型;然后,对正常和剥落故障时的摆线针轮接触力进行了分析;最后,基于摆线轮故障模型,建立了三自由度故障系统动力学模型,根据理论分析结合数值仿真分析了不同参数对系统动力学行为的影响。研究结果表明:不同程度的摆线轮轮齿边缘剥落故障对周期分布应力峰值大小的影响存在差异,但均会导致新的、明显的应力峰值;摆线轮轮齿根部剥落损伤导致针轮出现新的应力峰值,同时会使摆线轮均布应力峰值增大,针轮均布应力峰值减小;当摆线轮无故障时,随着外激励频率的增加,系统的Poincaré截面均为稳定的不动点;而当摆线轮存在深度为1×10^(-5) mm的剥落故障时,随着外激励频率的增加,系统的相轨迹转变为不变环面,其Poincaré截面由稳定不动点逐渐失稳并分岔出一个稳定的不变圈;此外,碰撞阻尼的增加会使Poincaré截面上的稳定不变圈逐渐失去稳定性,最终破裂并转变为混沌吸引子。该研究不仅可为摆线传动系统的故障诊断和状态监控提供理论依据,还可为系统的优化设计提供参考。
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关键词
机械
传动
摆线传动系统
剥落故障
非
线
性动力学
RecurDyn仿真
摆
线
针轮接触力
旋转矢量减速器
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职称材料
摆线针轮行星传动系统时变可靠性建模与分析
2
作者
李垚
张栓
+3 位作者
邓月
倪高翔
方子帆
杜雪松
《机床与液压》
北大核心
2025年第4期19-25,共7页
针对精密减速器摆线针轮行星传动系统服役可靠性问题,考虑关键传动构件力学性能和弹性变形,将太阳轮、摆线针轮和针齿等传动构件进行柔性化处理,建立摆线针轮行星传动系统刚柔耦合动力学模型,分析关键传动构件的动态特性。结果表明:太...
针对精密减速器摆线针轮行星传动系统服役可靠性问题,考虑关键传动构件力学性能和弹性变形,将太阳轮、摆线针轮和针齿等传动构件进行柔性化处理,建立摆线针轮行星传动系统刚柔耦合动力学模型,分析关键传动构件的动态特性。结果表明:太阳轮输入转矩相对误差为0.96%,行星架输出角速度相对误差为0.06%,验证了传动系统刚柔耦合动力学模型的正确性。采用模糊函数和区间不确定性方法,表征关键传动构件的强度退化过程,基于应力-强度干涉理论和威布尔分布,建立减速器齿轮系统和轴承系统时变可靠性模型,探究强度退化和参数不确定性对摆线针轮行星传动系统关键传动构件的时变可靠性和灵敏度的影响规律,并提出摆线针轮行星传动系统失效风险图。结果表明:在关键构件服役5000 h后,摆线轮的可靠度(0.91)在服役过程中最低,是传动系统最薄弱的环节;系统服役时间越长,强度退化导致系统失效的风险越大。
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关键词
摆
线
针轮行星
传动系统
刚柔耦合动力学模型
强度退化
参数不确定性
可靠性分析
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职称材料
基于非线性分析方法的摆线针轮系统传动精度研究
被引量：
26
3
作者
韩林山
沈允文
+2 位作者
董海军
刘继岩
戚厚军
《中国机械工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2007年第9期1039-1043,共5页
以摆线针轮传动系统为研究对象,通过分析各零件受力状况,依据达郎贝尔原理建立该系统传动精度的非线性动力学数学模型,并用Newmark法对其进行求解。通过对摆线针轮传动系统动力学行为进行数值仿真,表明仿真结果与实测结果吻合较好。该...
以摆线针轮传动系统为研究对象,通过分析各零件受力状况,依据达郎贝尔原理建立该系统传动精度的非线性动力学数学模型,并用Newmark法对其进行求解。通过对摆线针轮传动系统动力学行为进行数值仿真,表明仿真结果与实测结果吻合较好。该方法适用于高精度摆线针轮系统的传动精度研究,为设计、制造高精度摆线针轮传动系统提供了相应的理论依据,同时也有助于其他类似齿轮系统的传动精度研究。
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关键词
摆
线
针轮
传动系统
传动
精度
非
线
性动力学模型
NEWMARK法
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职称材料
题名
摆线传动系统摆线轮故障动力学特性研究
1
作者
易相宏
牛蔺楷
熊晓燕
机构
太原理工大学机械工程学院
出处
《机电工程》
北大核心
2025年第3期407-419,共13页
基金
山西省基础研究计划项目(202203021221092)。
文摘
摆线传动系统是现代精密机械关键传动形式之一,其故障对设备的可靠性和精密性都有重要影响。为探究摆线轮故障对摆线传动系统产生何种影响,基于多体动力学方法以及动力学模型,对摆线轮剥落故障下摆线传动系统的接触力及非线性动力学特性进行了研究。首先,综合考虑了材料属性、接触刚度、碰撞阻尼等因素,应用SolidWorks建立了系统三维模型,在摆线轮上切除了特定深度和宽度的缺陷,以模拟实际工况下摆线轮的剥落故障,并使用RecurDyn建立了多体动力学仿真模型;然后,对正常和剥落故障时的摆线针轮接触力进行了分析;最后,基于摆线轮故障模型,建立了三自由度故障系统动力学模型,根据理论分析结合数值仿真分析了不同参数对系统动力学行为的影响。研究结果表明:不同程度的摆线轮轮齿边缘剥落故障对周期分布应力峰值大小的影响存在差异,但均会导致新的、明显的应力峰值;摆线轮轮齿根部剥落损伤导致针轮出现新的应力峰值,同时会使摆线轮均布应力峰值增大,针轮均布应力峰值减小;当摆线轮无故障时,随着外激励频率的增加,系统的Poincaré截面均为稳定的不动点;而当摆线轮存在深度为1×10^(-5) mm的剥落故障时,随着外激励频率的增加,系统的相轨迹转变为不变环面,其Poincaré截面由稳定不动点逐渐失稳并分岔出一个稳定的不变圈;此外,碰撞阻尼的增加会使Poincaré截面上的稳定不变圈逐渐失去稳定性,最终破裂并转变为混沌吸引子。该研究不仅可为摆线传动系统的故障诊断和状态监控提供理论依据,还可为系统的优化设计提供参考。
关键词
机械
传动
摆线传动系统
剥落故障
非
线
性动力学
RecurDyn仿真
摆
线
针轮接触力
旋转矢量减速器
Keywords
mechanical transmission
cycloidal transmission system
spalling faults
nonlinear dynamics
RecurDyn simulation
contact force of cycloidal pinwheel
rotary vector(RV)reducer
分类号
TH132.4 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
摆线针轮行星传动系统时变可靠性建模与分析
2
作者
李垚
张栓
邓月
倪高翔
方子帆
杜雪松
机构
三峡大学机械与动力学院
重庆大学高端装备机械传动全国重点实验室
出处
《机床与液压》
北大核心
2025年第4期19-25,共7页
基金
湖北省自然科学基金计划项目(2023AFB066)
国家自然科学基金项目(52405067)。
文摘
针对精密减速器摆线针轮行星传动系统服役可靠性问题,考虑关键传动构件力学性能和弹性变形,将太阳轮、摆线针轮和针齿等传动构件进行柔性化处理,建立摆线针轮行星传动系统刚柔耦合动力学模型,分析关键传动构件的动态特性。结果表明:太阳轮输入转矩相对误差为0.96%,行星架输出角速度相对误差为0.06%,验证了传动系统刚柔耦合动力学模型的正确性。采用模糊函数和区间不确定性方法,表征关键传动构件的强度退化过程,基于应力-强度干涉理论和威布尔分布,建立减速器齿轮系统和轴承系统时变可靠性模型,探究强度退化和参数不确定性对摆线针轮行星传动系统关键传动构件的时变可靠性和灵敏度的影响规律,并提出摆线针轮行星传动系统失效风险图。结果表明:在关键构件服役5000 h后,摆线轮的可靠度(0.91)在服役过程中最低,是传动系统最薄弱的环节;系统服役时间越长,强度退化导致系统失效的风险越大。
关键词
摆
线
针轮行星
传动系统
刚柔耦合动力学模型
强度退化
参数不确定性
可靠性分析
Keywords
cycloid-pin planetary transmission system
rigid-flexible coupling dynamic model
strength degradation
parameter uncertainty
reliability analysis
分类号
TH122 [机械工程—机械设计及理论]
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职称材料
题名
基于非线性分析方法的摆线针轮系统传动精度研究
被引量：
26
3
作者
韩林山
沈允文
董海军
刘继岩
戚厚军
机构
西北工业大学
天津工程师范学院
出处
《中国机械工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2007年第9期1039-1043,共5页
文摘
以摆线针轮传动系统为研究对象,通过分析各零件受力状况,依据达郎贝尔原理建立该系统传动精度的非线性动力学数学模型,并用Newmark法对其进行求解。通过对摆线针轮传动系统动力学行为进行数值仿真,表明仿真结果与实测结果吻合较好。该方法适用于高精度摆线针轮系统的传动精度研究,为设计、制造高精度摆线针轮传动系统提供了相应的理论依据,同时也有助于其他类似齿轮系统的传动精度研究。
关键词
摆
线
针轮
传动系统
传动
精度
非
线
性动力学模型
NEWMARK法
Keywords
cycloid drive system
transmission accuracy
nonlinear dynamic model
Newmark method
分类号
TH113 [机械工程—机械设计及理论]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
摆线传动系统摆线轮故障动力学特性研究
易相宏
牛蔺楷
熊晓燕
《机电工程》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
摆线针轮行星传动系统时变可靠性建模与分析
李垚
张栓
邓月
倪高翔
方子帆
杜雪松
《机床与液压》
北大核心
2025
0
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职称材料
3
基于非线性分析方法的摆线针轮系统传动精度研究
韩林山
沈允文
董海军
刘继岩
戚厚军
《中国机械工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2007
26
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职称材料
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