以一种星型轮系人字齿轮传动系统为研究对象,基于有限元节点法,建立了考虑轴-轴承-刚性转子-齿轮啮合作用的系统级动力学模型。基于轴承振动速度均方根值随转速的变化规律,分析了系统的动态特性;将理论分析结果与试验数据进行对比,验证了模型的可行性;综合分析齿轮系统的振动特性和模态特性,对系统进行了共振定位和共振原因分析。研究表明,理论分析与试验结果具有较好的一致性。研究为星型轮系人字齿轮传动系统的共振预测和共振原因分析提供了有价值的参考方法。

以某人字齿轮传动系统为研究对象,提出了一套齿轮系统级动力学建模和仿真分析的方法。基于有限元节点法建立考虑刚性转子-轴-轴承-齿轮啮合作用的动力学模型,分析系统的共振转速,与实验结果进行对比,验证了有限元节点法模型的可靠性和局限性;基于节点法齿轮啮合作用建模方法建立三维有限元模态分析模型,分析了齿轮系统的固有频率和振型;最后,结合模态分析和响应分析,与实验结果进行对比,判断实验共振原因,实现共振定位,为实验减振避振提供了方向。

以一种星型轮系人字齿轮传动系统为研究对象,为了查找系统共振原因,建立模态分析3D有限元模型,分析了星型轮系人字齿轮传动系统的模态特性。根据星型轮系试验测试结果,发现转频激励和啮频激励引起的共振是系统振动幅值的主要组成部分;根据这一现象,基于齿轮啮合刚度矩阵,建立3D有限元模型,分析了系统的模态特性。结果表明,仿真所得转频共振模态和啮频共振模态与试验均具有唯一对应性,啮频共振模态主要表现为内齿圈的5节径振型耦合齿轮副扭转振型。该有限元模型的建立为星型轮系人字齿轮传动系统的共振预测和共振原因分析提供了有价值的参考方法。

风扇驱动齿轮箱具有结构复杂,系统动力学分析困难的特点。通过对齿轮箱零部件的模态分析和敲击模态试验,验证了零部件级模型的准确性。再通过外啮合的子系统级动态响应分析和性能试验对比分析,验证子系统结构的分析合理性。最后,通过模态综合法,将各子系统统一到内啮合系统中进行动力学响应计算,并与试验数据进行分析验证。明确各环节的分析验证要点,逐级迭代。建立一套从部件级到子系统级,最后到系统级的理论分析与试验验证的系统级分析方法,为今后复杂系统的参数敏感度分析和模态识别等提供指导和帮助。

为支撑我国齿轮传动涡扇发动机研制,针对五路分流人字齿星型风扇驱动齿轮箱,对影响均载系数的各项加工及装配误差进行分析并建立了星型齿轮传动系统静态均载系数计算模型。计算并分析了某星型齿轮传动系统试验件静态均载系数,得到了各项加工及装配误差的敏感度分析结果,提出了通过调整行星轮偏心相位进而降低静态均载系数的方法,并以某星型齿轮传动系统试验件为例,对装配过程中如何进行行星轮偏心相位同步进行了说明。

均载特性是星型齿轮系统最重要的性能参数之一,星型齿轮系统可以测量行星架上应力大小的方式对均载系数进行计算。文中介绍了行星架粘贴和标定应变片的方式,分析应变数据,最终得出行星架应变片最佳粘贴位置。

基于风扇驱动齿轮箱外啮合人字齿试验件试验时的现象,结合动力学分析及故障理论等知识,建立一套对轴心轨迹的提纯滤波方法。通过对比振动数据与提纯滤波轴心轨迹的变化趋势来判断故障类型,确定提纯后的轴心轨迹可以更早的发现问题,避免严重事故的发生。

某型齿轮箱试验件在试验过程中,出现非周期性的振动幅值波动,导致整个试验停滞,严重影响试验进程。通过对试验件进行检查及振动数据提纯滤波分析,将故障定位为由于装配未压紧导致圆柱滚子轴承内圈打滑,并且通过拆解试验件验证了试验件的故障定位,并提出了改进方案。