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共轴对转封闭差动轮系固有特性及灵敏度分析

航空动力学报 2021年第4期36卷 767-775页

作者：张栋林朱如鹏李苗苗扶碧波谭武中南京航空航天大学直升机传动技术重点实验室南京210016 中国航空发动机集团有限公司湖南动力机械研究所湖南株洲412002

基于共轴对转封闭差动轮系的扭转动力学集中参数模型,求解了系统的固有频率和振型。理论分析了频率对刚度和质量的参数灵敏度,及频率变化轨迹中的模态跃迁现象。分析结果表明:根据振动特征可将系统振型分为扭转振动模式、行星轮振动模... 详细信息

基于共轴对转封闭差动轮系的扭转动力学集中参数模型,求解了系统的固有频率和振型。理论分析了频率对刚度和质量的参数灵敏度,及频率变化轨迹中的模态跃迁现象。分析结果表明:根据振动特征可将系统振型分为扭转振动模式、行星轮振动模式和星轮振动模式,分别对应于系统的单根、L(行星轮数)-1和N(星轮数)-1重根频率;行星轮的个数对重根频率数值无影响;刚度变化率为正时,固有频率变化率为正,转动惯量变化率为正时,固有频率变化率为负;同种振动模式下的两条频率轨迹在接近时会发生模态跃迁。通过实例计算验证了理论分析的正确性,为共轴对转封闭差动轮系的固有特性分析与优化设计提供了依据。

关键词：共轴对转封闭差动轮系固有特性灵敏度模态跃迁

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封闭差动轮系行星架隔振分析与振动特性研究

封闭差动轮系行星架隔振分析与振动特性研究

作者：彭银双南京航空航天大学

学位级别：硕士

封闭差动轮系在舰船减速器中广泛应用,为减小工作过程中系统内部产生的有害振动传递到箱体上,以提高舰船隐蔽性,本文进行了封闭差动轮系行星架隔振分析以及振动特征研究。首先建立了封闭差动轮系的动力学模型。推导了偏心误差与齿形误... 详细信息

封闭差动轮系在舰船减速器中广泛应用,为减小工作过程中系统内部产生的有害振动传递到箱体上,以提高舰船隐蔽性,本文进行了封闭差动轮系行星架隔振分析以及振动特征研究。首先建立了封闭差动轮系的动力学模型。推导了偏心误差与齿形误差沿啮合线方向的等效位移,计算了人字齿轮时变啮合刚度,计算了中心轮副啮合力与阻尼力。推导出封闭差动轮系的动力学微分方程,并消除了系统中的刚体位移。基于傅立叶方法求解了系统动力学方程,分析了行星架支承刚度对系统固有频率、箱体与行星架位移以及动载荷的影响。其次,基于有限元法进行了振动特性分析与验证。研究了封闭差动两级行星架支承刚度对系统固有频率与振型的影响,为如何避开共振提供了指导。研究了行星架支承刚度对箱体振动的影响,并与集中质量法计算结果对比。在集中质量法计算结果的基础上,进一步研究了行星架支承刚度与阻尼对系统隔振的影响。建立系统隔振模型并选择了合适的隔振指标,研究了差动级行星架支承刚度对隔振指标的影响。同时分析了箱体支承刚度、差动级行星轮支承刚度、封闭级行星架支承刚度对差动级行星架支承刚度的耦合影响。研究了封闭差动两级行星架支承刚度与阻尼匹配性。最后,进行了多层板隔振器设计及试验验证。针对差动级行星架设计了隔振器,对隔振器进行了受力分析,并简单研究隔振器的刚度与阻尼特性。设计了两组试验研究不同参数对隔振器刚度与阻尼的影响。

关键词：封闭差动轮系行星架隔振多层金属片隔振器

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扩张特性图在封闭差动轮系分析中的应用

机械传动 2008年第4期32卷 60-62,84页

作者：桂乃磐罗佑新何哲民湖南文理学院湖南常德415000

简介了封闭差动轮系的扩张特性图的坐标刻度以及J特性图、功率流形态分类图、等效率曲线图在扩张特性图中的表示方法。给出了这些特性图的应用实例,即对某航空发动机的功率分流式封闭行星齿轮减速器进行全面分析。这种特性图便于对设计... 详细信息

简介了封闭差动轮系的扩张特性图的坐标刻度以及J特性图、功率流形态分类图、等效率曲线图在扩张特性图中的表示方法。给出了这些特性图的应用实例,即对某航空发动机的功率分流式封闭行星齿轮减速器进行全面分析。这种特性图便于对设计方案进行比较。

关键词：封闭差动轮系扩张特性图 J特性图功率流效率

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舰船用两级封闭差动轮系动力学特性分析

舰船用两级封闭差动轮系动力学特性分析

作者：陈国辉哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

现代海军的发展对舰船的振动和噪声提出更高的技术要求,这关系到舰船隐蔽性和宜居性。本文研究的两级封闭差动轮系是船舶动力装置的重要部分。系统由差动级行星齿轮、封闭级行星齿轮、组合齿圈和浮动齿圈组成,是舰船机械振动噪声的主要... 详细信息

现代海军的发展对舰船的振动和噪声提出更高的技术要求,这关系到舰船隐蔽性和宜居性。本文研究的两级封闭差动轮系是船舶动力装置的重要部分。系统由差动级行星齿轮、封闭级行星齿轮、组合齿圈和浮动齿圈组成,是舰船机械振动噪声的主要来源。鉴于国内尚难以进行大型封闭差动轮系的实验,理论研究有着重要意义。本文基于集中参数法建立了两级封闭差动轮系的线性时变动力学模型。模型由行星齿轮动力学模型和联轴器动力学模型两部分组成,其中联轴器包括直齿联轴器、斜齿联轴器和鼓形齿联轴器。综合考虑了时变接触线长度、两级间相位关系、行星齿轮啮合相位关系等因素,依据齿轮啮合变形协调关系建立了行星齿轮模型。将轮齿啮合等效为啮合弹簧,根据变形协调关系建立直齿联轴器、斜齿联轴器和鼓形齿联轴器的模型。由于其结构对称性,行星轮系的固有频率及振型有其独特的规律。本文对两级封闭差动轮系的固有特性进行模态分析,归纳出系统固有频率的随行星轮个数变化的特点,及三种振动模式,即系统行星轮振动模式、系统耦合扭转振动模式和系统耦合横向振动模式。结合其振型特点,采用解析方法对系统振动模式的特性进行研究。基于特征灵敏度方法和模态能量理论,给出了以模态能量分布为手段分析系统固有频率对刚度参数和质量参数的灵敏度的方法,并分析了支撑刚度、啮合刚度、构件质量和转动惯量等系统参数对三种振动模式的影响规律。建立斜齿轮副啮合的时变接触线长度计算模型,并利用该模型推导出行星齿轮的静态传递误差的解析表达式。采用Newmark-β法求解系统在静态传递误差激励下的动态响应,分析啮合频率谐波对中心件振动模式的激励特点,归纳总结了啮合频率谐波对各振动模式产生激励作用的判定条件。此外,计算考虑差动级行星轮时变相位的线性时变系统的动态响应,指出系统构件的振动具有差拍振动的特点,并给出中心件和行星轮产生差拍振动的判定条件。

关键词：封闭差动轮系线性时变动力学模型固有振动特性参数灵敏度动态响应特性

封闭差动轮系三基本构件传动效率计算法的研讨

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机械 1987年第1期 22-25页

作者：汪万清杨仁逖四川工业学院四川工业学院

本文提出了一种将封闭差动轮系设想成行星轮系计算其三构件传动效率的简易方法——转换轮系法;举例演示了此法的应用及其与通常所用的功率流算法的精度比较。

关键词：封闭差动轮系传动效率基本构件中心轮功率流从动轴计算法定轴轮系效率计算传递功率

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J特性图在封闭差动轮系功率流分析中的应用

机械研究与应用 2004年第5期17卷 76-77页

作者：桂乃磐张龙庭何哲明张世安湖南文理学院湖南常德415000

简介了J特性图和功率分配系数PF 的计算法。查图 1可确定功率流形态 ,采用了求J直线与t直线交点tp 的方法 ,按图 3由tp 直接确定功率流种类。给出应用实例 ,结果与文献 [1

关键词： J特性图封闭差动轮系功率流功率分配系数

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人字齿行星传动系统非线性动力学特性分析

哈尔滨工程大学学报 2019年第10期40卷 1760-1766页

作者：莫文超焦映厚陈照波陈国辉张恩杰哈尔滨工业大学机电工程学院

本文对船用人字齿封闭差动行星传动系统在空载或轻载工况下出现的倍频振动问题进行了非线性动力学特性分析。根据系统中太阳轮浮动的结构特性,结合实际工况,通过考虑齿轮间隙和重力作用,采用理论研究及数值仿真方法分析了系统在空载或... 详细信息

本文对船用人字齿封闭差动行星传动系统在空载或轻载工况下出现的倍频振动问题进行了非线性动力学特性分析。根据系统中太阳轮浮动的结构特性,结合实际工况,通过考虑齿轮间隙和重力作用,采用理论研究及数值仿真方法分析了系统在空载或轻载工况下输出轴转频的倍频及其谐频的频率响应成分问题。通过分析齿轮啮合存在的3种状态,得到了变形量函数并提出了啮合力表达式。数值计算结果表明:当系统处于空载或轻载工况时,输出轴会产生输入轴的多倍频及其谐频的频率响应成分,且与行星轮数量有直接关系,当输入扭矩增大时至重载时,输出轴的倍频响应成分消失。

关键词：人字齿行星齿轮封闭差动轮系功率分流齿隙频率非线性动力学动态特性