电机-行星齿轮集成系统动力学建模与分析 被引量：1

1

作者 刘长钊 董小琪 +1 位作者 孙承洁 王勇 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第10期25-33,共9页

提出了一种用于电动汽车的新型一体化电机-行星齿轮集成系统构型。该构型取消了电机输出端轴承支撑,电机输出轴直接与太阳轮连接并由其支撑。针对该新构型,建立了电机-行星齿轮系统的机电耦合动力学模型,研究了稳定转速和变速过程下系... 提出了一种用于电动汽车的新型一体化电机-行星齿轮集成系统构型。该构型取消了电机输出端轴承支撑,电机输出轴直接与太阳轮连接并由其支撑。针对该新构型,建立了电机-行星齿轮系统的机电耦合动力学模型,研究了稳定转速和变速过程下系统动力学特性,揭示了该集成系统的机电耦合作用机理。研究发现:由于行星齿轮机构的对称性,取消电机输出端轴承支撑并不会明显恶化系统动力学特性,反而在行星齿轮机构对称性遭到破坏时,可以明显改善系统动力学特性,从而验证了所提构型的可行性。 展开更多

关键词 电动车 电机-行星齿轮集成系统 机电耦合 动力学

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复杂齿轮耦合转子-轴承系统动力学的规范建模方法 被引量：2

2

作者 夏伯乾 蒋熹 张泽斌 《机械传动》 北大核心 2023年第2期15-24,共10页

由于齿轮的耦合作用,齿轮-转子-轴承系统中各个转子的振动是相互耦合、相互影响的,研究齿轮-转子-轴承系统动力学,必须基于系统的、整体的观念进行分析。因此,齿轮-转子-轴承耦合系统动力学建模和模型降阶一直是人们普遍关注的问题。基... 由于齿轮的耦合作用,齿轮-转子-轴承系统中各个转子的振动是相互耦合、相互影响的,研究齿轮-转子-轴承系统动力学,必须基于系统的、整体的观念进行分析。因此,齿轮-转子-轴承耦合系统动力学建模和模型降阶一直是人们普遍关注的问题。基于齿廓啮合基本定理,给出了直齿轮、斜齿轮、直齿锥齿轮、弧齿锥齿轮共4种齿轮的几何耦合模型(或称运动耦合模型);利用耦合模型矩阵,给出了含以上4种齿轮副的复杂齿轮转子-轴承系统纵-弯-扭耦合动力学研究的统一、方便、规范的建模方法。为复杂齿轮-转子-轴承耦合系统动力学分析研究提供了方便。 展开更多

关键词 复杂齿轮耦合转子-轴承系统 动力学建模 规范建模方法 几何耦合模型 耦合模型变换矩阵

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刚度变化下直升机行星齿轮-转子系统非线性动力学 被引量：6

3

作者 侯兰兰 李明强 +3 位作者 王国胜 赖凌云 陈浩 黄玉平 《机械传动》 北大核心 2021年第9期145-150,169,共7页

建立了行星齿轮-转子系统的非线性动力学模型,系统模型将内啮合刚度嵌入齿圈刚度进行建模,考虑了转子扭转效应、齿侧间隙、时变啮合刚度和综合传动误差等因素。采用分岔图、最大李雅普诺夫指数(LLE)、庞加莱截面图和相图来分析响应特征... 建立了行星齿轮-转子系统的非线性动力学模型,系统模型将内啮合刚度嵌入齿圈刚度进行建模,考虑了转子扭转效应、齿侧间隙、时变啮合刚度和综合传动误差等因素。采用分岔图、最大李雅普诺夫指数(LLE)、庞加莱截面图和相图来分析响应特征。研究齿轮与转子间扭转振动位移响应,分析了旋翼轴与传动轴扭转刚度比变化影响规律。研究发现,系统具有非线性动力学特性,通过准周期分岔和倍周期分岔进入混沌运动,获得了系统避免失稳的刚度比阈值区间。研究为直升机主减速器行星齿轮-转子系统的动力学设计和扭转振动控制提供了参考。 展开更多

关键词 直升机主减速器 行星齿轮-转子系统 非线性动力学 分岔 混沌

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不平衡-碰摩-不对中故障耦合作用下柔性转子-滚动轴承系统动力学分析与实验 被引量：10

4

作者 张俊红 马梁 +2 位作者 马文朋 何振鹏 张桂昌 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期855-864,共10页

研究柔性转子-滚动轴承系统在不平衡-碰摩-不对中故障耦合作用下的动力学响应.基于有限元与数值计算联合仿真方法,建立转子-滚动轴承系统的耦合故障柔性多体系统动力学控制模型.运用模态综合法建立柔性多体系统动力学模型,并自行编程建... 研究柔性转子-滚动轴承系统在不平衡-碰摩-不对中故障耦合作用下的动力学响应.基于有限元与数值计算联合仿真方法,建立转子-滚动轴承系统的耦合故障柔性多体系统动力学控制模型.运用模态综合法建立柔性多体系统动力学模型,并自行编程建立非线性轴承力、碰摩力与不对中激振力模型.分析对比了系统在各种故障耦合作用下的振动特征图.结果表明,不对中故障对转子系统的整体振动影响较明显,不对中故障较严重时,整个系统振动形式更加复杂,并且仿真分析结果与实验结果能够较好的吻合,因此该方法可有效研究转子-轴承系统的不平衡-碰摩-不对中耦合故障特征. 展开更多

关键词 转子-滚动轴承系统 柔性多体系统控制模型 联合仿真 不平衡-碰摩-不对中耦合故障 动力学分析 转 子故障实验

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齿轮耦合的转子-轴承系统非线性动力特性的研究 被引量：31

5

作者 张锁怀 李忆平 丘大谋 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第9期53-57,61,共6页

在考虑齿轮时变啮合刚度、齿侧间隙、脱齿、挤齿及齿背接触 等因素的情况下，建立了齿轮耦合的转子—滑动轴承系统的多自由度动力学模型。用数值方 法研究了该系统的质量不平衡响应，结果发现，由于齿轮时变啮合刚度的影响，随着转速的... 在考虑齿轮时变啮合刚度、齿侧间隙、脱齿、挤齿及齿背接触 等因素的情况下，建立了齿轮耦合的转子—滑动轴承系统的多自由度动力学模型。用数值方 法研究了该系统的质量不平衡响应，结果发现，由于齿轮时变啮合刚度的影响，随着转速的 增加，系统动力学响应首先由周期运动向准周期运动变化，当转速超过某一值时，系统的响应将由准周期运动发展为混沌运动；由于混沌运动，转子将沿齿轮中心线方向产生很大的变 形，脱齿、齿背接触及挤齿现象也将发生，可能导致系统产生破坏。 展开更多

关键词 齿侧间隙 时变啮合刚度 分岔 混沌 非线性动力学 齿轮耦合 转子-轴承系统

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齿轮耦合的转子-轴承系统的非线性模型 被引量：5

6

作者 张锁怀 石守红 丘大谋 《机械科学与技术》 EI CSCD 北大核心 2001年第2期191-193,共3页

在考虑滑动轴承非线性油膜力、齿轮时变啮合刚度、齿面间的摩擦力以及齿侧间隙的情况下 ,推导出了齿轮耦合的转子 -轴承系统的非线性动力学模型 ,该模型是一个包含强非线性项的非自治系统 ,蕴含着丰富的动力学内容。

关键词 非线性模型 油膜力 时变啮合刚度 摩擦力 齿侧间隙 齿轮耦合 转子-轴承系统

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复合故障状态下行星齿轮-转子耦合系统振动响应特性研究

7

作者 周博虎 李国彦 +1 位作者 任昱霖 熊晓燕 《机电工程》 CAS 北大核心 2023年第10期1471-1482,共12页

目前,国内外学者对齿轮-转子耦合系统的动力学特性进行了研究,但是上述研究均没有考虑行星齿轮-转子复合故障状态。为此,以单级行星齿轮箱为例,通过构建含转子偏心和齿根裂纹故障的行星齿轮-转子耦合系统动力学模型,对复合故障状态下的... 目前,国内外学者对齿轮-转子耦合系统的动力学特性进行了研究,但是上述研究均没有考虑行星齿轮-转子复合故障状态。为此,以单级行星齿轮箱为例,通过构建含转子偏心和齿根裂纹故障的行星齿轮-转子耦合系统动力学模型,对复合故障状态下的行星齿轮-转子耦合系统振动响应特性进行了仿真分析和实验研究。首先,采用了集中参数法和Timoshenko梁理论,考虑了时变啮合刚度、支撑刚度、阻尼、陀螺效应、传动轴柔性等因素,建立了含转轴偏心-齿根裂纹复合故障的行星齿轮-转子耦合系统动力学模型;然后,采用了时间历程、频谱、轴心轨迹及相轨迹等方法,并根据其数值分析了不同故障对系统动态特性的影响,研究了偏心状态下裂纹扩展对系统振动响应特性的影响;最后,采用不同裂纹故障测试实验,验证了模型的准确性。研究结果表明:转轴偏心对啮合振动的影响显著,在行星轮系故障特性的分析中不可忽视;偏心-裂纹耦合影响下,系统振动响应由不平衡振动、正常啮合振动、故障冲击振动多源耦合而成,频谱中出现了转频f_( r)、啮合谐波kf _(m)以及复杂边带成分kf _(m)±f _(r)、kf _(m)±f _(r)±nf _(sc),并且随着裂纹程度的加大,调制现象更加明显。该研究结果可以为行星齿轮-转子系统复合故障诊断提供一定的理论依据。 展开更多

关键词 齿轮传动 行星齿轮-转子耦合系统动力学模型 多源耦合振动 齿根裂纹扩展 转轴偏心 复合故障振动特性

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机电复合传动高线速转子-行星齿轮系统耦合振动特性 被引量：3

8

作者 曾根 马长军 +2 位作者 庞大千 李同辉 张楠 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期156-164,共9页

机电复合传动系统作为未来传动形式的主要发展方向,有着传递功率大,运转速度高等特点。在运行过程中转子自身由于高转速所带来的振动会与行星齿轮啮合时产生的振动相互影响,从而形成转子-行星齿轮系统耦合振动过程。建立了机电复合传动... 机电复合传动系统作为未来传动形式的主要发展方向,有着传递功率大,运转速度高等特点。在运行过程中转子自身由于高转速所带来的振动会与行星齿轮啮合时产生的振动相互影响,从而形成转子-行星齿轮系统耦合振动过程。建立了机电复合传动转子-行星齿轮系统耦合振动动力学模型,分析了不同转速下转子-行星齿轮系统振动特性,开展了转子-行星齿轮系统模态分析并将模态分析结果与振动特性进行了对比,通过研究转子-行星齿轮系统的振动特性,揭示了系统振动随转速升高而增大,在经过一定转速区间时振动会维持在一定水平内,随着转速继续升高,系统振动又将逐渐增大。通过研究得到了齿轮系统与驱动电机转子耦合作用下的振动特性,为机电复合传动系统高速化设计提供了理论依据。 展开更多

关键词 机电复合传动系统 转子-行星齿轮系统 耦合振动特性 模型分析

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在变速过程中采煤机电机-多级齿轮系统的机电特性

9

作者 鲁文佳 张义民 《机械设计》 北大核心 2025年第1期144-154,共11页

利用分层建模和级间耦合的方法建立了电机和多级齿轮系统的耦合模型。考虑与采煤机开采效率有密切关联的牵引速度对截割机电系统的影响,试验验证了变速过程中机电系统的加速度并分析了动态力的动力学行为。试验验证了通过模型建立的牵... 利用分层建模和级间耦合的方法建立了电机和多级齿轮系统的耦合模型。考虑与采煤机开采效率有密切关联的牵引速度对截割机电系统的影响,试验验证了变速过程中机电系统的加速度并分析了动态力的动力学行为。试验验证了通过模型建立的牵引速度与定子电流的量化关系,使得建立的机电耦合模型可在保证电机稳定运行的条件下寻求到合理的牵引速度并实现开采效率的最大化。定子电流频谱中发现在异步电机电流信号中存在丰富的齿轮各级啮合频率和其谐频等振动信息,说明电信号可以用于监测并反馈多级齿轮系统中出现的复杂的振动情况。 展开更多

关键词 电机-多级齿轮系统 耦合模型 牵引速度 动力学行为 定子电流

原文传递

基于刚-柔耦合模型的高速机车齿轮传动系统断齿故障仿真分析 被引量：3

10

作者 王贞云 刘永强 +1 位作者 廖英英 石鹏飞 《石家庄铁道大学学报（自然科学版）》 2017年第3期33-38,共6页

用三维建模软件SOLIDWORKS对DF4B型机车走行部传动系统进行建模,并利用有限元软件ANSYS对故障齿轮进行柔性建模,再将三维模型导入动力学仿真软件ADAMS中,建立刚-柔耦合模型并进行仿真,最后分析了不同测点处的振动仿真结果。结果表明:通... 用三维建模软件SOLIDWORKS对DF4B型机车走行部传动系统进行建模,并利用有限元软件ANSYS对故障齿轮进行柔性建模,再将三维模型导入动力学仿真软件ADAMS中,建立刚-柔耦合模型并进行仿真,最后分析了不同测点处的振动仿真结果。结果表明:通过对不同故障齿轮的振动信号进行频谱分析可准确的判断出故障的发生频率及故障的严重程度。通过对同一故障的不同测点进行分析可知振动信号的传递性,从而为状态监测中传感器的布置提供了理论依据。 展开更多

关键词 机车齿轮系统 断齿故障 刚-柔耦合模型 动力学仿真

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转子-轴承系统裂纹-碰摩耦合故障的非线性特性研究 被引量：26

11

作者 罗跃纲 张松鹤 闻邦椿 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2005年第3期43-46,i004-i005,共6页

研究了带有裂纹和碰摩耦合故障的弹性转子系统的复杂运动。在同时考虑轴承油膜力和碰摩发生时转静件间的相对速度对非线性摩擦力的影响基础上,构造了含有裂纹-碰摩耦合故障转子系统的动力学模型。针对短轴承油膜力和裂纹-碰摩转子系统... 研究了带有裂纹和碰摩耦合故障的弹性转子系统的复杂运动。在同时考虑轴承油膜力和碰摩发生时转静件间的相对速度对非线性摩擦力的影响基础上,构造了含有裂纹-碰摩耦合故障转子系统的动力学模型。针对短轴承油膜力和裂纹-碰摩转子系统的强非线性特点,本文用Runge-Kutta法对转子-轴承系统由裂纹和碰摩耦合故障导致的非线性动力学行为进行了数值仿真研究,发现该类系统在运行过程中存在周期运动、拟周期运动和混沌运动等丰富的非线性现象,研究结果为转子-轴承系统故障诊断、动态设计和安全运行提供了理论参考。 展开更多

关键词 转子-轴承系统 耦合故障 裂纹 特性研究 弹性转子系统 碰摩转子系统 系统故障诊断 动力学模型 动力学行为 非线性现象 拟周期运动 复杂运动 相对速度 强非线性 仿真研究 运行过程 混沌运动 研究结果 安全运行 动态设计

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行星齿轮传动系统刚柔耦合建模及故障特性仿真研究 被引量：11

12

作者 王子涵 冯辅周 +1 位作者 丛华 王杰 《机械传动》 北大核心 2021年第3期46-51,共6页

针对某型坦克行星变速箱的K3行星排,为了研究故障齿轮对行星传动系统的动态特性影响,运用SolidWorks、Adams及ANSYS软件,建立其刚柔耦合动力学模型并进行联合仿真分析,验证了刚柔耦合模型相对于纯刚体模型在时域、频域上的振动响应;通... 针对某型坦克行星变速箱的K3行星排,为了研究故障齿轮对行星传动系统的动态特性影响,运用SolidWorks、Adams及ANSYS软件,建立其刚柔耦合动力学模型并进行联合仿真分析,验证了刚柔耦合模型相对于纯刚体模型在时域、频域上的振动响应;通过分析危险节点应力变化曲线,得到应力极大值时刻等效应力分布云图;阐明了轮齿剥落故障产生原因并模拟故障运行,与正常状态下的接触力、加速度仿真信号对比分析,得到了轮齿剥落故障的时域、频域响应特征。仿真结果可为行星变速箱的故障机理、故障诊断技术研究提供基础依据与理论支撑。 展开更多

关键词 行星齿轮传动系统 刚柔耦合模型 动力学联合仿真 故障特征响应

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考虑齿圈柔性的行星传动系统固有特性与灵敏度研究 被引量：17

13

作者 陶庆 孙文磊 周建星 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期113-120,共8页

为有效地模拟行星齿轮传动系统齿圈结构柔性,采用有限元方法建立了齿圈结构模型,依据啮合力与内齿圈的变形协调关系建立了传动系统刚-柔耦合动力学模型,求解了系统固有频率与振型,阐述了耦合系统固有频率的分布规律,依据系统振动特征,... 为有效地模拟行星齿轮传动系统齿圈结构柔性,采用有限元方法建立了齿圈结构模型,依据啮合力与内齿圈的变形协调关系建立了传动系统刚-柔耦合动力学模型,求解了系统固有频率与振型,阐述了耦合系统固有频率的分布规律,依据系统振动特征,将系统振型划分为6种振动模式。计算了系统刚度对各阶固有频率的灵敏度,可作为行星传动系统振动抑制的依据,分析了系统扭转振动随太阳轮扭转刚度和太阳轮与行星轮啮合刚度的变化规律,讨论了齿圈厚度对系统固有频率分布、子系统耦合阶次与振动模式的影响,发现系统固有频率均会在齿轮子系统扭转振动频率位置出现,但随着齿圈厚度的增加,与之耦合的齿圈振动模式则逐渐由高阶节径振动逐渐降低,系统一阶振型也会由齿圈节径振动模式转变为齿圈刚体振动模式。 展开更多

关键词 行星齿轮传动 动力学模型 刚-柔耦合 固有频率 灵敏度

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