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地铁列车减速器直齿轮弯曲疲劳有限元分析与试验 被引量：10
1
作者 吕中和 杨建伟 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第8期165-170,共6页
为研究地铁列车减速器小齿轮齿根部受力情况及弯曲疲劳裂纹萌生的机理,通过建立齿轮副有限元模型,对齿轮啮合过程进行瞬态动力学分析,得到了齿轮啮合过程中齿根处的应力-时间历程进而对齿根弯曲疲劳行为进行了试验研究。瞬态动力学分析... 为研究地铁列车减速器小齿轮齿根部受力情况及弯曲疲劳裂纹萌生的机理,通过建立齿轮副有限元模型,对齿轮啮合过程进行瞬态动力学分析,得到了齿轮啮合过程中齿根处的应力-时间历程进而对齿根弯曲疲劳行为进行了试验研究。瞬态动力学分析表明,小齿轮齿根处在啮合过程中受到脉动循环载荷的作用,最大拉应力出现在齿轮啮合至分度圆时;且齿根处最大主应力的方向为沿齿根切线方向。齿根弯曲疲劳试验结果表明,裂纹在齿根弧线的中间位置萌生,方向为齿根切线的垂直方向。结合有限元分析结果可发现,齿根处裂纹在最大拉应力幅值位置萌生,其扩展行为受最大拉应力的主导。为进一步优化齿轮的设计、制造工艺及材料的选择提供了依据。 展开更多
关键词 地铁齿轮 有限元法 齿轮弯曲疲劳 齿轮弯曲疲劳强度试验 疲劳裂纹 裂纹形貌
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时变速度和阻尼激励下地铁齿轮传动系统的动力学响应分析 被引量：3
2
作者 武慧杰 杨建伟 王富民 《机械传动》 CSCD 北大核心 2016年第10期114-121,共8页
为探究地铁不同车速阻尼对传动系统非线性动力学响应的影响,建立地铁斜齿轮弯-扭-轴动力学模型,模型考虑了齿轮副啮合过程中产生的时变啮合刚度、啮合误差以及间隙非线性等系统参数,以及地铁运行工况下的外部参数。通过对六自由度系统... 为探究地铁不同车速阻尼对传动系统非线性动力学响应的影响,建立地铁斜齿轮弯-扭-轴动力学模型,模型考虑了齿轮副啮合过程中产生的时变啮合刚度、啮合误差以及间隙非线性等系统参数,以及地铁运行工况下的外部参数。通过对六自由度系统微分方程的无量刚处理以及方程归一化,运用变步长四阶Runge-Kutta数值积分法对齿轮动力学模型进行数值分析,获得齿轮系统动态响应状态图。借助时间历程图、相平面图、庞加莱截面图和分岔图等系统状态判定标准,定性分析系统激励频率、啮合阻尼比变化下系统周期运动、拟周期运动、分岔和混沌运动等的演化历程。结果表明,当地铁高速运转、啮合阻尼比大时斜齿轮传动系统运动稳定。最后通过实验验证了其正确性。 展开更多
关键词 地铁齿轮传动系统 时变速度和阻尼 动力学响应 RUNGE-KUTTA
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基于频率成比例重分配线性Chirplet变换的时频分析方法
3
作者 岳子毫 裴帮 +2 位作者 王征兵 李志远 雷欢欢 《机电工程》 CAS 北大核心 2023年第12期1823-1834,共12页
齿轮故障信号具有典型的调制特征,其各个频率分量的瞬时频率轨迹具有成比例特征;同时,传统的时频方法存在时频能量集中度低、弱分量信号被淹没的问题。为此,提出了一种频率成比例重分配线性Chirplet变换(PFSRLCT)的时频分析方法。首先,... 齿轮故障信号具有典型的调制特征,其各个频率分量的瞬时频率轨迹具有成比例特征;同时,传统的时频方法存在时频能量集中度低、弱分量信号被淹没的问题。为此,提出了一种频率成比例重分配线性Chirplet变换(PFSRLCT)的时频分析方法。首先,修改了线性Chirplet变换,利用新的核函数来匹配信号的瞬时频率轨迹,以获得时频域表示,利用脊线搜索方法提取了时频脊线;然后,利用时频脊线和狄拉克函数构造了同步重分配算子,对所得到的时频结果进行了重分配,进一步提高了时频能量集中度;最后,利用模拟信号验证了PFSRLCT方法的有效性,并将其与其他方法进行了比较;此外又将该方法应用于实际齿轮箱故障信号的诊断,从所得到的时频结果中可以清楚地分辨出啮合频率fm及其谐波和边频带,所诊断出的故障类型与预设故障类型符合,验证了该方法的适用性。研究结果表明:PFSRLCT在处理具有瞬时频率轨迹成比例特征的信号时,显示出了良好的性能,在信噪比为-2 dB~10 dB时,所得的频率估计误差均小于0.01,在信噪比为-1 dB时,所得Rényi熵仅为4.7451,均明显小于其他方法,证明该方法的噪声鲁棒性相较于其他方法更强,能量集中度更高;同时,该方法应用于实际齿轮故障信号时,所得Rényi熵仅为3.0698,明显低于其他方法,说明其可以获得更高的时频能量集中度,具有更好的表现能力。 展开更多
关键词 地铁齿轮故障诊断 频率成比例重分配线性Chirplet变换 时频分析方法 故障信号调制 脊提取 时频重分配
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地铁齿轮箱振动测点位置分析
4
作者 黄晓丹 陈卓 +2 位作者 范友航 李志远 李学飞 《机械工程师》 2022年第3期31-33,共3页
以某地铁现役齿轮箱三维模型为例,通过有限元仿真的方法对其进行模态分析,寻找箱体结构的刚度薄弱部位,并以此初步作为振动测点位置,并导出含有模态信息的柔性箱体,构造传动系统为刚体的刚柔耦合模型,进行动力学仿真,通过三维模型的修... 以某地铁现役齿轮箱三维模型为例,通过有限元仿真的方法对其进行模态分析,寻找箱体结构的刚度薄弱部位,并以此初步作为振动测点位置,并导出含有模态信息的柔性箱体,构造传动系统为刚体的刚柔耦合模型,进行动力学仿真,通过三维模型的修改制造含有断齿故障齿轮箱与正常状态齿轮箱,对比各测点有无故障下的振动数据,选用合适振动测量点。通过此方法可以提前选取合适的传感器测点位置,为试验过程中数据采集的有效性做好提前准备。 展开更多
关键词 地铁齿轮箱 模态分析 动力学仿真 信号处理
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地铁驱动齿轮渗碳淬火畸变控制及性能 被引量：4
5
作者 李宝奎 范乃则 +4 位作者 田华军 刘忠明 张峦 张衡 顾敏 《金属热处理》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期72-75,共4页
对地铁驱动齿轮渗碳淬火后的畸变及性能进行了研究。结果表明:经合适的渗碳淬火工艺处理后,齿轮有效硬化层深1.60 mm,表面硬度58.0~59.0 HRC,心部硬度39.0~40.5 HRC,均较好地满足技术要求。采用专用工装夹具及合理的装夹方式,可有效控... 对地铁驱动齿轮渗碳淬火后的畸变及性能进行了研究。结果表明:经合适的渗碳淬火工艺处理后,齿轮有效硬化层深1.60 mm,表面硬度58.0~59.0 HRC,心部硬度39.0~40.5 HRC,均较好地满足技术要求。采用专用工装夹具及合理的装夹方式,可有效控制齿轮的畸变,保证产品的稳定性。 展开更多
关键词 地铁驱动齿轮 渗碳淬火 畸变控制 性能
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故障参数下地铁齿轮传动系统的非线性动力学分析 被引量：3
6
作者 孙冉 杨建伟 武慧杰 《机械传动》 CSCD 北大核心 2018年第10期124-129,135,共7页
斜齿轮传动是地铁传动系统中一种非常重要的形式,而且斜齿轮故障对地铁运行具有重要影响,为了探究故障参数对地铁齿轮系统非线性动力学的影响,建立了刚度故障和齿面故障参数地铁斜齿六自由度齿轮弯-扭-轴耦合模型,使用变步长四阶Runge-K... 斜齿轮传动是地铁传动系统中一种非常重要的形式,而且斜齿轮故障对地铁运行具有重要影响,为了探究故障参数对地铁齿轮系统非线性动力学的影响,建立了刚度故障和齿面故障参数地铁斜齿六自由度齿轮弯-扭-轴耦合模型,使用变步长四阶Runge-Kutta数值积分法对含有故障参数的齿轮动力学模型进行数值分析,得到系统的动态响应过程。借助速度-时间历程图、相平面图、庞加莱截面图、分叉图等系统状态判断标准,定性分析系统激励频率、故障参数变化下系统周期运动、拟周期运动和混沌运动的演化过程。结果表明,地铁斜齿轮故障参数在不同转速时影响不同。 展开更多
关键词 地铁斜齿轮 故障参数 RUNGE-KUTTA 动力学响应
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