人字齿轮传动系统动力学建模与仿真分析
Dynamic Modeling and Simulation Analysis of Herringbone Gear Transmission System
- 机械传动 2022年46卷第4期 页码：80-88
- 作者机构：
1.中国航发商用航空发动机有限责任公司 机械系统部， 上海 201108
- 作者简介：
钱露露（1992— ），女，江苏东台人，硕士，工程师；主要研究方向为GTF强度分析、齿轮动力学分析。
- 基金信息：民用飞机专项科研技术研究项目(MJ-2017-D-24)
DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2022.04.012
中图分类号：
扫 描 看 全 文
钱露露,娄鹏,冯金等.人字齿轮传动系统动力学建模与仿真分析[J].机械传动,2022,46(04):80-88.
Qian Lulu,Lou Peng,Feng Jin,et al.Dynamic Modeling and Simulation Analysis of Herringbone Gear Transmission System[J].Journal of Mechanical Transmission,2022,46(04):80-88.
钱露露,娄鹏,冯金等.人字齿轮传动系统动力学建模与仿真分析[J].机械传动,2022,46(04):80-88. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.04.012.
Qian Lulu,Lou Peng,Feng Jin,et al.Dynamic Modeling and Simulation Analysis of Herringbone Gear Transmission System[J].Journal of Mechanical Transmission,2022,46(04):80-88. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.04.012.
摘要
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。
Abstract
A herringbone gear transmission system is taken as the research object. A method of gear system-level modeling and simulation analysis is proposed. Based on the finite element node method，a dynamic model considering rigid rotor-shaft-bearing and the meshing of gears is established. Then the resonance speed of the system is analyzed and the result is compared with the experimental data to verify the reliability and limitations of the finite element node model. Then a 3D finite element model used for natural frequency calculation and vibration mode analysis is established. The modeling of gear meshing is used in finite element node method. Finally，combined with the modal analysis and response analysis，the theoretical analysis is compared with the experimental data. And the cause of experimental resonance is determined and resonance localization is realized，which provides direction for decreasing the vibration amplitude and avoiding the vibration.
关键词
有限元节点法响应分析三维有限元模型模态分析共振
Keywords
Finite element node methodResponse analysis3D finite element modelModal analysisResonance
references
LIN H，WANG S M，DOWELL E H，et al.Dynamic characteristics of double-helical planetary gear sets under time-varying mesh stiffness［J］.Journal of Harbin Institute of Technology，2016，23（4）：44-51.
莫文超，焦映厚，陈照波，等.人字齿行星传动系统非线性动力学特性分析［J］.哈尔滨工程大学学报，2019，40（10）：1760-1766.
MO Wenchao，JIAO Yinghou，CHEN Zhaobo，et al.Nonlinear dynamic analysis of a herringbone planetary gear system［J］.Journal of Harbin Engineering University，2019，40（10）：1760-1766.
LIU C Z，QIN D T，LIAO Y H.Dynamic model of variable speed process for herringbone gears including friction calculated by variable friction coefficient［J］.Journal of Mechanical Design，2014，136（4）：041006-041018.
WANG C，CUI H Y，ZHANG Q P，et al.Modified optimization and experimental investigation of transmission error，vibration and noise for double hel-ical gears［J］.Journal of Vibration and Control，2016，22（1）：108-120.
赵永强，李瑰贤，常山，等.船用大功率两级人字齿行星传动系统的振动特性研究［J］.船舶力学，2009（4）：621-627.
ZHAO Yongqiang，LI Guixian，CHANG Shan，et al.Study on vibration characteristics of two stage double helical tooth planetary gear trains used in ship with high power［J］.Ship Mechanics，2009（4）：621-627.
赵永强，李瑰贤，常山，等.两级人字齿行星传动系统的模态跃迁现象［J］.吉林大学学报（工学版），2011，41（1）：133-138.
ZHAO Yongqiang，LI Guixian，CHANG Shan，et al.Loci veering of two-stage double helical tooth planetary gear train［J］.Journal of Jilin University（Engineering and Technology Edition），2011，41（1）：133-138.
朱增宝，朱如鹏，鲍和云，等.偏心与齿频误差对封闭差动人字齿轮传动系统动态均载特性的影响分析［J］.航空动力学报，2011，26（11）：2601-2609.
ZHU Zengbao，ZHU Rupeng，BAO Heyun，et al.Impact of run-out and meshing-frequency errors on dynamic load sharing foe encased differential herringbone train［J］.Journal of Aerospace Power，2011，26（11）：2601-2609.
CHOI S H，GLIENICKE J，HAN D C，et al.Dynamic gear loads due to coupled lateral，torsional and axial vibrations in a helical geared system［J］.Journal of Vibration and Acoustics，1999，121（2）：141-148.
WANG C，FANG A D，JIA H T.Investigation of a design modification for double helical gears reducing vibration and noise［J］.Journal of Marine Science and Application，2010，9（1）：81-86.
JAUREGUI J C，GONZALEZ O M.Modeling axial vibrations in herringbone gears［C］//Proceedings of the 1999 ASME Design Engineering Technical Conference，September 12-16，1999，Las Vegas，NV，USA.New York：ASME，1999：2973-2978.
ANDERSON N，NIGHTINGALE L，WAGNER D.Design and test of a propfan gear system［J］.Journal of Propulsion and Power，1989，5（1）：95-102.
AJMI M，VELEX P.A model for simulating the quasi-static and dynamic behavior of solid wide-faced spur and helical gears［J］.Mechanism and Machine Theory，2003，40（2）：173-190.
SONDKAR P，KAHRAMAN A.A dynamic model of a double-helical planetary gear set［J］.Mechanism and Machine Theory，2013，70：157-174.
CHEN S Y，TANG J Y.Effects of staggering and pitch error on the dynamic response of a double-helical gear set［J］.Journal of Vibration and Control，2017，23（11）：1844-1856.
CHEN S Y，TANG J Y，LI Y P，et al.Rotordynamics analysis of a double-helical gear transmission system［J］.Meccanica，2016，51（1）：251-268.
0
浏览量
3
下载量
0
CSCD
- 网络PDF下载
- Meta-XML下载
- BibTeX下载
- Endnote下载
- RefMan 下载
- NoteExpress下载
- NoteFirst下载
关联资源
相关文章
相关作者
相关机构
- 技术支持由北京北大方正电子有限公司提供 豫ICP备05013835号-5
京公网安备11010802024621 - 本系统建议在Chrome、 IE9+ 以上版本浏览器阅读本站内容，360浏览器请切换至极速模式
- Cookies帮助我们提供服务并提供个性化体验。使用本网站，即表示您同意我们使用Cookies