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高速齿轮转子系统弯扭耦合振动研究

振动工程学报 2011年第4期24卷 385-393页

作者：窦唯张楠刘占生北京航天动力研究所北京100076 哈尔滨工业大学能源科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

针对实际高速齿轮转子系统,建立了考虑齿轮啮合及扭转作用的弯扭耦合非线性振动模型,推导了不平衡转子弯扭耦合振动的动力学微分方程,通过数值仿真方法得到了工作转速下齿轮转子系统弯扭耦合振动的特征图形,得出齿轮啮合、扭转作用下的... 详细信息

针对实际高速齿轮转子系统,建立了考虑齿轮啮合及扭转作用的弯扭耦合非线性振动模型,推导了不平衡转子弯扭耦合振动的动力学微分方程,通过数值仿真方法得到了工作转速下齿轮转子系统弯扭耦合振动的特征图形,得出齿轮啮合、扭转作用下的齿轮转子系统弯扭耦合振动的特征,研究了偏心距、齿轮啮合刚度等参数对系统振动响应的影响规律,为齿轮转子耦合系统的结构优化设计、诊断和安全经济运行提供一定的理论依据。

关键词：齿轮转子系统弯扭耦合振动偏心距啮合刚度

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多平行齿轮转子系统的振动特性分析

机械传动 2012年第8期36卷 93-95页

作者：王四林华中光电技术研究所武汉光电国家实验室湖北武汉430074

多平行齿轮转子系统的振动特性对其总体性能有着重要的影响,分析了某三平行齿轮减速系统的固有频率、振型及强迫振动响应。结果表明,由于齿轮的啮合作用,各齿轮轴相互耦合,发生了弯扭耦合振动,派生出许多新的模态,各轴上的不平衡会引起... 详细信息

多平行齿轮转子系统的振动特性对其总体性能有着重要的影响,分析了某三平行齿轮减速系统的固有频率、振型及强迫振动响应。结果表明,由于齿轮的啮合作用,各齿轮轴相互耦合,发生了弯扭耦合振动,派生出许多新的模态,各轴上的不平衡会引起整个系统的振动响应。

关键词：齿轮转子系统固有模态动态响应弯扭耦合振动

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平行轴齿轮转子系统的动力特性

平行轴齿轮转子系统的动力特性

作者：蒋坤东北大学

学位级别：硕士

随着旋转机械转速不断增加、性能不断提高,转子系统的振动特性越来越成为人们研究的焦点。含有齿轮传动的转子系统获得了广泛的应用,并已成为转子系统中一个重要的研究领域。由于齿轮的啮合作用,使得系统各转子之间的弯曲振动和扭转振... 详细信息

随着旋转机械转速不断增加、性能不断提高,转子系统的振动特性越来越成为人们研究的焦点。含有齿轮传动的转子系统获得了广泛的应用,并已成为转子系统中一个重要的研究领域。由于齿轮的啮合作用,使得系统各转子之间的弯曲振动和扭转振动相互耦合,因而转子系统的动力学特性不能仅从单转子来考察,为此需要建立系统的弯扭耦合模型,对其动力学特性进行分析。论文首先介绍了现有转子系统动力特性的常用计算方法,传递矩阵—阻抗耦合法,对其进行了深入研究。并通过各向同性和各向异性算例对本方法进行了验证,算例结果表明本方法具有较高的计算精度,在处理各向异性复杂转子系统问题上是有效适用的。随后根据机械阻抗定义,推导出了直齿圆柱齿轮耦合单元的位移阻抗关系,建立了平行轴齿轮转子系统的弯扭耦合模型。应用传递矩阵—阻抗耦合法建立了该模型的弯扭耦合频率方程。分析结果表明,如果不考虑弯扭耦合作用,计算误差会有所变大。建立了考虑轴承油膜力和齿侧间隙的两平行轴齿轮转子系统9自由度和考虑弹性支承的13自由度非线性动力模型,并对模型进行数值分析。结果表明由于齿侧间隙的存在,当转速超过某值时,系统会进入混沌运动状态;齿侧间隙的变化对系统混沌区域有较大影响;轻载情况较重载情况更易于出现脱齿现象,重载时系统运行更加平稳;弹性支承刚度的大小会影响系统混沌区域范围,故在确定工作转速后,适当调整轴承座和基础的刚度,可以使工作转速远离混沌区域,避免对系统的损害。

关键词：齿轮转子系统传递矩阵—阻抗耦合法弯扭耦合非线性齿侧间隙

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引风机齿轮转子系统的动力学分析

引风机齿轮转子系统的动力学分析

作者：褚新兴沈阳大学

学位级别：硕士

在汽车、电子、机加工等重要产业中,旋转机械是主要的动力来源,它们的振动问题和动力学问题关系到设备安全运行和企业能否正常生产的重要问题之一。引风机是发电厂重要的辅助设备,由于它的工作环境和性能的特殊性,引风机的齿轮转子系统... 详细信息

在汽车、电子、机加工等重要产业中,旋转机械是主要的动力来源,它们的振动问题和动力学问题关系到设备安全运行和企业能否正常生产的重要问题之一。引风机是发电厂重要的辅助设备,由于它的工作环境和性能的特殊性,引风机的齿轮转子系统是比较有代表性的转子系统。电厂引风机的转子中存在的主要振动包括弯曲振动和扭转振动。在以往的研究中,人们总是将这两种振动形态分开去讨论,通常认为这两种振动之间没有必然的联系。但是在实际的工作环境中,弯曲振动和扭转振动往往是同时存在于旋转机械的转子上,并且会发生耦合,如果分别单独进行考虑,就会使分析不符合实际情况而忽略很多振动。因此,我们必须把这两种振动结合起来进行分析才能真正的解决实际问题。实践证明:对引风机齿轮转子系统进行弯扭耦合振动的研究能够更切合实际地反映出轴系的动力学特性,也会极大程度地保证引风机的安全运行,减小引风机的故障发生率。随着引风机的发展,为了不影响生产,保证生产的效率,引风机的工作时间也不断增加,引风机的轴系不断增长,扭转刚度也不断下降,这就会使引风机齿轮转子系统中存在的不平衡更加显著,从而使引风机齿轮转子系统弯振和扭振的耦合加剧。本文对五阳电厂的G158/363引风机齿轮转子系统进行动力学分析,首先利用三维绘图软件Solid Works画出系统的三维实体模型;再利用ANSYS14.0经典版,分别对引风机组轴系进行了纯弯曲振动分析,纯扭转振动分析以及弯扭耦合振动分析,通过固有频率求得G158/363引风机的临界转速,并确定引风机在工作转速下是否发生共振;在对引风机齿轮转子系统进行模态分析的基础上,对引风机齿轮转子系统进行谐响应分析,得出引风机齿轮转子系统在受简谐力的作用下的响应。为引风机齿轮转子系统的进一步优化和设计提供基础和依据。

关键词：引风机齿轮转子系统动力学分析弯扭耦合振动

多平行轴齿轮转子系统的动力学分析及可靠性研究

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多平行轴齿轮转子系统的动力学分析及可靠性研究

作者：刘鑫东北大学

学位级别：硕士

多平行轴齿轮转子系统是旋转机械中应用最广泛的动力和运动传递系统之一,也是旋转机械的关键部件,具有传动平稳、效率高、传动比精确、结构紧凑、传递功率恒定等优点,其动力学特性和可靠性对整个机组的工作性能有着非常重要的影响。由... 详细信息

多平行轴齿轮转子系统是旋转机械中应用最广泛的动力和运动传递系统之一,也是旋转机械的关键部件,具有传动平稳、效率高、传动比精确、结构紧凑、传递功率恒定等优点,其动力学特性和可靠性对整个机组的工作性能有着非常重要的影响。由于系统各轴间的弯扭耦合振动,使得机组长期安全稳定的运行也受到不容忽视的影响。因此,在对系统进行动力学分析时,有必要考虑弯扭耦合振动的影响。本论文以沈阳鼓风机集团所提供的扬子PTA压缩机组中的压缩机转子系统为研究对象,主要以有限元分析计算软件ANSYS为平台,建立了相应的动力学模型和有限元模型,对多平行轴齿轮转子系统的动力学特性以及齿轮副的动态可靠性进行了深入细致的研究,进一步提高了产品的可靠性和安全性。本文主要工作内容包括以下几个方面：(1)推导了多平行轴齿轮转子系统的动力学模型,建立了齿轮耦合转子系统的弯扭耦合振动方程。运用ANSYS软件对压缩机转子系统进行了有限元建模,分别对系统在固定转速和连续转速下的各类振动进行固有特性分析。(2)利用Visual Basic 6.0作为平台开发了一个用于多平行轴齿轮转子系统固有特性分析的实用软件,通过友好的界面实现系统的参数化建模、齿轮副啮合刚度及刚度矩阵的求解、系统各类振动固有特性的分析计算等功能,具有良好的工程实用价值。(3)对系统进行了不平衡振动响应特性的分析,考虑系统齿轮耦合的影响进行了谐响应分析以及瞬态响应分析,计算出隔离裕度,对系统进行临界转速校核。(4)对齿轮副进行了动态可靠性分析,根据应力—强度干涉模型理论,将实际载荷作用效应视为随机过程,建立随机过程功能函数,利用摄动法和Monte Carlo方法分别求得各齿轮及齿轮副的动态可靠度时间历程。本文通过对理论模型的进一步推导以及仿真计算结果的研究,为实际工程中多平行轴齿轮转子系统的设计和齿轮副的动态可靠性稳健设计提供了参考。

关键词：齿轮转子系统弯扭耦合振动有限元法动力学分析动态可靠性

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齿轮转子系统耦合振动新频率的有限元分析

中国制造业信息化（学术版） 2003年第3期32卷 88-90页

作者：徐礼胜余光伟王成龙上海大学机械原理与零件教研室上海200072

利用有限元应用软件ANSYS建立了齿轮转子系统耦合振动分析的有限元计算模型。分析与计算了系统的耦合振动模态 ,在此基础上进行了谐响应分析 ,得到了系统的耦合振动响应图。该分析方法可广泛应用于齿轮转子系统的动力学设计。

关键词：齿轮转子系统耦合振动有限元分析 ANSYS软件谐响应转子动力学程序

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高速齿轮转子系统质量不平衡响应分析

计算机辅助工程 2010年第3期19卷 53-56页

作者：张坤郑百林李应生中国船舶重工集团第七〇三研究所哈尔滨150036 同济大学航空航天与力学学院上海200092

为克服大型高速齿轮转子系统质量不平衡响应分析的不足,根据多柔体动力学、有限元法和模态综合理论,用MSC Adams对未耦合和耦合的齿轮转子系统质量不平衡响应进行时域分析,发现当高速端和低速端齿轮转子同时存在质量不平衡时,耦合系统... 详细信息

为克服大型高速齿轮转子系统质量不平衡响应分析的不足,根据多柔体动力学、有限元法和模态综合理论,用MSC Adams对未耦合和耦合的齿轮转子系统质量不平衡响应进行时域分析,发现当高速端和低速端齿轮转子同时存在质量不平衡时,耦合系统响应为分别在其上施加不平衡时响应的叠加,与相关文献采用传递矩阵法得到的结果一致.用Field力元模拟滑动轴承的油膜支撑,得到弹性支撑的单个齿轮转子的不平衡响应,涡动轨迹为椭圆,结果与相关文献对弹性支撑的圆盘转子不平衡响应分析的解一致.

关键词：质量不平衡齿轮转子系统多柔体动力学 MSC Adams

基于原位测量的齿轮转子系统振动传递路径分析

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基于原位测量的齿轮转子系统振动传递路径分析

第15届全国转子动力学学术大会（ROTDYN2023）

作者：皇甫一樊董兴建于小洛陈康康彭志科上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室振动冲击噪声研究所

针对齿轮转子系统的故障溯源问题,本文提出了一种基于原位测量的振动传递路径分析方法。为了避免物理解耦所带来的复杂拆卸-装配过程及重复装配导致的安装误差,提出了一种基于逆子机构虚拟解耦理论的箱体结构频响函数辨识方法。该方法... 详细信息

针对齿轮转子系统的故障溯源问题,本文提出了一种基于原位测量的振动传递路径分析方法。为了避免物理解耦所带来的复杂拆卸-装配过程及重复装配导致的安装误差,提出了一种基于逆子机构虚拟解耦理论的箱体结构频响函数辨识方法。该方法能在不拆解齿轮和轴的情况下,估计轴承位置到箱体测点之间的解耦频响函数。依据箱体解耦频响函数和箱体测点的振动响应,采用Tikhonov正则化理论辨识轴承力。

关键词：齿轮转子系统振动传递路径原位测量

来源： cnki会议评论

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随机参数齿轮-转子系统的扭转振动分析

航空动力学报 2010年第11期25卷 2637-2642页

作者：魏永祥陈建军王敏娟西安电子科技大学机电工程学院西安710071

建立了考虑物理参数和几何参数均为随机变量的齿轮-转子扭转振动系统在随机荷载激励下的动力学方程.利用Newmark-β逐步积分法将此随机参数时变刚度系统的动力学方程转换为拟静力学控制方程.利用求解随机变量函数数字特征的矩法,导出了... 详细信息

建立了考虑物理参数和几何参数均为随机变量的齿轮-转子扭转振动系统在随机荷载激励下的动力学方程.利用Newmark-β逐步积分法将此随机参数时变刚度系统的动力学方程转换为拟静力学控制方程.利用求解随机变量函数数字特征的矩法,导出了系统动态位移反应的均值和方差计算公式.通过算例得出了:系统的时变刚度对系统响应有冲击作用,系统的物理参数、几何参数和外荷载幅值的随机性对系统动力响应的影响不可忽略,其中几何参数的随机性对系统位移响应的随机性影响较大.

关键词：随机参数齿轮转子系统动力学 Newmark-β法时变刚度