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振动与冲击 2017年第14期36卷 85-91,103页

作者：任亚峰常山刘更吴立言西北工业大学陕西省机电传动与控制工程实验室西安710072 703研究所哈尔滨150036

分别建立了齿轮、轴、轴承及箱体的阻抗模型,并采用阻抗综合法建立了"齿轮-轴-轴承-箱体"耦合动力学模型,实现了传动系统与箱体的耦合。以单级斜齿轮减速器为对象,计算了"齿轮-轴-轴承-箱体"耦合系统的固有频率,以及耦合系统在轮齿时变... 详细信息

分别建立了齿轮、轴、轴承及箱体的阻抗模型,并采用阻抗综合法建立了"齿轮-轴-轴承-箱体"耦合动力学模型,实现了传动系统与箱体的耦合。以单级斜齿轮减速器为对象,计算了"齿轮-轴-轴承-箱体"耦合系统的固有频率,以及耦合系统在轮齿时变啮合刚度激励下的齿轮动态啮合力及轴承动态支反力,并与不耦合箱体的情况进行了对比。结果表明:耦合箱体后,系统的固有频率降低了;箱体柔性对轴承动态支反力的影响要大于对齿轮动态啮合力的影响;考虑箱体柔性后,系统的振动可能减小,也可能加剧,取决于系统的工作转速。

关键词：齿轮动力学箱体柔性耦合振动阻抗综合

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齿轮箱全耦合系统动力学建模与箱体影响分析

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哈尔滨工程大学学报 2018年第3期39卷 561-568页

作者：刘岚赵晨晴任亚峰贺朝霞吴立言西北工业大学陕西省机电传动与控制工程实验室陕西西安710072 长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室陕西西安710064

为了获得准确的齿轮传动系统动态响应,分别采用直接法和静态子结构法提取箱体动力学参数,采用广义有限元法建立了齿轮箱动力学模型,即齿轮-轴-轴承-箱体全耦合动力学模型。以单级直齿减速器为研究对象,对比了直接法和静态子结构法耦合... 详细信息

为了获得准确的齿轮传动系统动态响应,分别采用直接法和静态子结构法提取箱体动力学参数,采用广义有限元法建立了齿轮箱动力学模型,即齿轮-轴-轴承-箱体全耦合动力学模型。以单级直齿减速器为研究对象,对比了直接法和静态子结构法耦合箱体后系统动态特性的差别,计算了耦合箱体前后系统的固有频率、动态啮合力和轴承支反力,分析箱体柔性对齿轮传动系统动态特性的影响。结果表明:计算多自由度系统时,静态子结构法速度快于直接法;耦合箱体引入了箱体柔性,降低了系统固有频率;且在全转速下箱体柔性对轴承支反力的影响比对齿轮啮合力更大。

关键词：全耦合动力学模型箱体柔性广义有限元静态子结构法直接法

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轻载装载机变速箱振动噪声预估

轻载装载机变速箱振动噪声预估

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作者：杨嘉骏长安大学

学位级别：硕士

由于变速箱复杂的结构和多种激励因素的影响,变速箱在运行时可能会产生显著的振动和噪音,这不仅会影响机器的稳定性,还会对操作者的健康造成危害,所以,对变速箱振动噪声进行研究具有重要意义。本文以某轻载装载机变速箱为研究对象,建立... 详细信息

由于变速箱复杂的结构和多种激励因素的影响,变速箱在运行时可能会产生显著的振动和噪音,这不仅会影响机器的稳定性,还会对操作者的健康造成危害,所以,对变速箱振动噪声进行研究具有重要意义。本文以某轻载装载机变速箱为研究对象,建立箱体和传动系统相互耦合的动力学模型,研究箱体柔性对传动系统动态响应的影响,同时结合有限元分析法以及声学边界元法,提出了一种实用的变速箱振动噪声预估方法。主要研究工作如下:(1)通过建立变速箱三维模型,求得变速箱中各构件的基本宏观参数。基于能量法建立各齿轮副的啮合刚度模型,通过简谐函数模拟各齿轮副之间的静态传递误差,通过简化公式求得轴承支撑刚度及连接轴的扭转刚度。建立箱体的有限元模型,导入Romax软件中进行缩聚,提取箱体的刚度矩阵及质量矩阵,建立箱体的动力学方程,为变速箱的动力学模型求解做准备。(2)基于上述参数,分别建立耦合箱体前后的传动系统动力学模型,通过龙格库塔法进行求解。分析在多转速下,耦合箱体前后,动态齿轮啮合力及动态轴承支反力的变化,研究箱体柔性对变速箱传动系统动态响应的影响。并将耦合箱体后的动态轴承支反力进行傅里叶变化,将其作为箱体振动响应分析的激励。结果表明,耦合箱体后,传动系统的动态响应均出现一定的变化,且轴承支反力的变化大于齿轮啮合力的变化,其中在1500r/min转速下,轴承3的支反力的变化达到41%,所以在对传动系统进行动力学分析时应考虑箱体柔性的影响。(3)在ANSYS Workbench软件中建立箱体的有限元模型,进行模态分析,得到箱体的固有频率以及各阶振型。在模态的基础上,将传动系统动态响应做为激励,通过模态叠加法对箱体进行谐响应分析,求得箱体表面的振动响应,在箱体表面选择观测点,对测点处的振动加速度以及相应的振型进行分析。结果表明,各观测点出现振动加速度峰值频率为540Hz、640Hz、1300Hz、2600Hz,该频率和传动系统中各齿轮副的啮合频率相近,箱体的底部的轴承座以及箱体座后盖处存在较大的变形,若对箱体进行改进,可对箱体的这些部分进行优化。(4)以箱体表面的振动响应为边界条件,在LMS ***软件中建立箱体声学模型,通过边界元法对箱体进行噪声计算,求得箱体表面以及周围声场的辐射噪声,分别在箱体表面以及外声场选取观测点,进行噪声分析。同时,对变速箱进行噪声测试,求得箱体表面的声压值,并将仿真结果和试验结果进行对比。结果表明,箱体表面以及外声场的最大声压级均出现在1300Hz频率下,分别为124d B、102d B;试验结果和仿真结果存在差异,但是在可接受范围,验证仿真结果的正确性。

关键词：变速箱箱体柔性齿轮动力学模态分析振动响应分析噪声分析

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