傳動(dòng)分析的案例
學(xué)會(huì)傳動(dòng)鏈分析，手握風(fēng)電大廠的敲門磚——Simpack在風(fēng)電行業(yè)的應(yīng)用
目前各個(gè)風(fēng)電整機(jī)廠商做傳動(dòng)鏈分析的工程師相對(duì)還是比較少的，屬于稀缺型工程師，有志于進(jìn)入風(fēng)電行業(yè)的工程師可以考慮提前學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容。面對(duì)越來越嚴(yán)峻的就業(yè)形式，風(fēng)電大廠的招聘要求也越來越高，精通流體軟件，精通結(jié)構(gòu)軟件都不一定成為風(fēng)電大廠的敲門磚，但是會(huì)做傳動(dòng)鏈分析，那絕對(duì)是敲門的大鐵錘！而想要學(xué)會(huì)風(fēng)電傳動(dòng)，首先要了解Simpack軟件。
此篇文章也是出于近期技術(shù)鄰收到了眾多用戶朋友的反饋，為能提供給技術(shù)鄰的CAEer們高效的學(xué)習(xí)途徑，本次技術(shù)鄰邀請(qǐng)了孫一凡老師為我們帶來一篇《simpack在風(fēng)電行業(yè)的應(yīng)用》文章，同時(shí)5月30日也為大家準(zhǔn)備了一場(chǎng)相關(guān)直播《Simpack在風(fēng)電行業(yè)的聯(lián)合仿真應(yīng)用—基于案例介紹Simpack軟件聯(lián)合水動(dòng)力學(xué)軟件Hydrodyn進(jìn)行耦合分析的方法》，直播詳情可見后文。
文章載入中...
作者：孫一凡 能源電力·有限元技術(shù)工程師
專業(yè)從事有限元仿真17年，目前就職于排名第一的風(fēng)電上市企業(yè)，
主要從事：結(jié)構(gòu)部件強(qiáng)度計(jì)算，疲勞強(qiáng)度計(jì)算，傳動(dòng)鏈計(jì)算，通風(fēng)散熱流體計(jì)算，結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化等工作。對(duì)軸承建模仿真方法，螺栓疲勞有限元計(jì)算有深入研究。
正文：技術(shù)鄰的朋友大家好，筆者大概2018年因偶然的機(jī)緣進(jìn)入風(fēng)電行業(yè)。其實(shí)當(dāng)時(shí)另一款動(dòng)力學(xué)軟件Adams在國(guó)內(nèi)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，那么為什么Simpack作為一匹“黑馬”能夠興起？
那是因?yàn)?018年大型風(fēng)電機(jī)組行業(yè)還屬于新領(lǐng)域，很多技術(shù)依然是借鑒國(guó)外做法。
展開 基于DSP和FPGA的錐齒輪傳動(dòng)噪聲測(cè)試分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)
了彌補(bǔ)“聽力法”過于依賴工人經(jīng)驗(yàn)且無法精確判斷錐齒輪傳動(dòng)質(zhì)量的缺陷，提出了一種基于ＤＳＰ和ＦＰＧＡ的錐齒輪傳動(dòng)噪聲測(cè)試分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。利用ＤＳＰ作為系統(tǒng)控制和數(shù)據(jù)處理的核心，采集噪聲信號(hào)，經(jīng)過濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換、頻譜分析綜合事Ｉ斷錐齒輪傳動(dòng)質(zhì)量；利用現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣歹ｌｊ（ＦＰＧＡ）的邏輯控制協(xié)調(diào)ＤＳＰ實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)功能；利用鍵盤和ＬＣＤ的硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)人機(jī)接１＝／；此外，系統(tǒng)還可通過串口模塊與ＰＣ機(jī)通信實(shí)現(xiàn)信號(hào)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。該系統(tǒng)功能集成、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，為控制錐齒輪傳動(dòng)質(zhì)量提供了一種有效的分析和測(cè)試工具。
基于DSP和FPGA的錐齒輪傳動(dòng)噪聲測(cè)試分析系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf
展開 關(guān)于齒輪傳動(dòng)的類型和使用特點(diǎn) 附齒輪傳動(dòng)的剛度分析和修行方法下載
準(zhǔn)雙曲面齒輪傳動(dòng)
蝸桿傳動(dòng)
齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)：
齒輪傳動(dòng)用來傳遞任意兩軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，其圓周速度可達(dá)到m/s，傳遞功率可達(dá)KW，齒輪直徑可從不到mm到m以上，是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣的一種機(jī)械傳動(dòng)。
齒輪傳動(dòng)與帶傳動(dòng)相比主要有以下優(yōu)點(diǎn)：
1.傳遞動(dòng)力大、效率高；
2.壽命長(zhǎng)，工作平穩(wěn)，可靠性高；
3.能保證恒定的傳動(dòng)比，能傳遞任意夾角兩軸間的運(yùn)動(dòng)。
下載地址：齒輪傳動(dòng)的剛度分析和修行方法
展開 為什么說齒輪仿真需要Simpack 附SIMPACK動(dòng)力學(xué)分析系列教材下載
齒輪產(chǎn)品仿真的內(nèi)容很多，包含強(qiáng)度分析、疲勞分析、傳動(dòng)分析、NVH分析等，其中最重要的是齒輪傳動(dòng)分析，因?yàn)辇X輪傳動(dòng)性能直接表示齒輪在某工況下的作業(yè)性能，同時(shí)也是強(qiáng)度分析、疲勞耐久性分析、NVH分析的基礎(chǔ)。本文所說的齒輪仿真特指齒輪傳動(dòng)仿真。
1. 齒輪傳動(dòng)分析的現(xiàn)狀
目前，對(duì)齒輪傳動(dòng)分析主要有兩種方法，第一種方法是使用齒輪專用分析工具，第二種方法是使用多體動(dòng)力學(xué)分析方法。
（1）齒輪專用分析工具
這些工具包含專業(yè)的齒輪知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)公式，能快速對(duì)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)建模和仿真分析，得到應(yīng)力應(yīng)變、疲勞壽命、NVH等性能，并具有優(yōu)化設(shè)計(jì)功能提高齒輪性能。這些專業(yè)的、易用的功能使齒輪專用分析工具在齒輪行業(yè)得到大量的應(yīng)用，指導(dǎo)工程人員進(jìn)行齒輪設(shè)計(jì)和仿真分析。
不過，雖然這些齒輪專用分析工具具有強(qiáng)大的功能，但是依然無法滿足齒輪傳動(dòng)分析的全部要求，比如無法進(jìn)行齒輪瞬態(tài)響應(yīng)分析、無法進(jìn)行齒輪敲擊噪聲分析等。具體來說有以下局限性：
采用線性頻域算法，主要用于穩(wěn)態(tài)分析，無法進(jìn)行時(shí)域瞬態(tài)分析（如加減速工況分析、時(shí)域載荷歷程輸出）；
主要用于齒輪嘯叫分析，不能進(jìn)行齒輪敲擊噪聲分析（瞬態(tài)性能分析）；
只能對(duì)齒輪產(chǎn)品分析（如齒輪箱），無法對(duì)包含齒輪傳動(dòng)的整個(gè)傳動(dòng)系分析，例如整車Driveline分析、風(fēng)機(jī)整機(jī)分析；
主要考慮齒輪機(jī)械性能，無法與控制系統(tǒng)耦合實(shí)現(xiàn)聯(lián)合仿真。
因此，還需要其它工具軟件以滿足齒輪分析的仿真需求。
（2）傳統(tǒng)多體動(dòng)力學(xué)軟件
由于齒輪專用分析工具存在一定的不足，有些工程人員會(huì)使用傳統(tǒng)的多體動(dòng)力學(xué)工具進(jìn)行齒輪分析，能在整機(jī)環(huán)境下模擬齒輪傳動(dòng)與其它部件之間的耦合或者分析控制系統(tǒng)對(duì)齒輪傳動(dòng)的影響等。
展開 
基于optistruct齒輪傳動(dòng)靜態(tài)學(xué)分析 ￥30
本案例在于如何在optistruct中進(jìn)行齒輪傳動(dòng)靜態(tài)學(xué)分析，涉及到的知識(shí)點(diǎn)：接觸定義、接觸面定義、扭矩加載等。
結(jié)果動(dòng)畫
應(yīng)力云圖
位移云圖
感興趣的可以購(gòu)買學(xué)習(xí)，針對(duì)本案例有自己想法的可以一起討論交流。
展開 LMS Virtual.Lab Motion_視頻教程30之傳動(dòng)系扭振仿真分析解決方案
今天給大家?guī)淼氖?em>傳動(dòng)系扭振仿真分析解決方案，希望對(duì)大家有幫助。
視頻下載地址：http://www.kuaipan.cn/file/id_75510756333846571.htm
某車型傳動(dòng)系沖擊噪聲問題分析
另外因?yàn)殡姍C(jī)扭矩響應(yīng)相比發(fā)動(dòng)及更加迅速，傳動(dòng)系統(tǒng)的沖擊噪聲會(huì)更加明顯，極大地影響了整車的舒適性。文章針對(duì)某車型傳動(dòng)系統(tǒng)的沖擊噪聲，進(jìn)行了系統(tǒng)的分析研究。基于臺(tái)架的NVH測(cè)試手段對(duì)油溫、齒輪油黏度及扭矩爬升斜率、扭矩峰值、齒側(cè)間隙等五個(gè)因素進(jìn)行了細(xì)致對(duì)比測(cè)試驗(yàn)證，通過對(duì)測(cè)試信號(hào)的時(shí)域分析，確定了關(guān)鍵影響因素及零部件，為沖擊噪聲的解決方案提供了相關(guān)解決思路。
關(guān)鍵詞：傳動(dòng)系沖擊噪聲;臺(tái)架NVH測(cè)試;時(shí)頻分析;
隨著人民生活水平的不斷提高，人們對(duì)整車舒適性的要求也越來越高。傳動(dòng)系統(tǒng)（包含減速器、驅(qū)動(dòng)橋、傳動(dòng)軸）作為汽車中的重要組成部分，主要起到降速增扭的作用，其常見的噪聲、振動(dòng)與聲振粗糙度（Noise,Vibration,Harshness,NVH）問題包含齒輪嘯叫聲及沖擊噪聲，對(duì)整車NVH性能影響至關(guān)重要[1,2]。對(duì)于傳動(dòng)系NVH問題的分析研究不僅需要考慮其在正常行駛中的表現(xiàn)，更要考慮在特殊工況下引起的NVH問題。近幾年，趙忠偉等[3]通過多體動(dòng)力學(xué)模型的建立，分析了變速箱產(chǎn)生敲擊的原因，并提出相關(guān)解決方案；嚴(yán)生輝[4]通過控制變量法，得出了扭矩斜率、非負(fù)扭矩對(duì)沖擊噪聲的影響。
傳動(dòng)系統(tǒng)沖擊噪聲會(huì)在整車各工況下均會(huì)產(chǎn)生，影響因素較多。總體來說，按照產(chǎn)生沖擊噪聲的工況可以初步分為起步踩油門瞬間和制動(dòng)瞬間工況、勻速行駛工況、松油門滑行工況、加速及制動(dòng)工況等四種。
對(duì)于后三種工況下出現(xiàn)的持續(xù)或者間歇性沖擊噪聲，主要影響因素包含電控策略、零部件損壞、傳動(dòng)軸角度等。本文主要針對(duì)第一種工況下產(chǎn)生的沖擊噪聲進(jìn)行分析與研究，對(duì)其他工況下產(chǎn)生的沖擊噪聲進(jìn)行簡(jiǎn)要的總結(jié)性概括說明。
沖擊噪聲的振動(dòng)源主要來于驅(qū)動(dòng)橋、變速箱等傳力機(jī)構(gòu)。所以本文通過對(duì)驅(qū)動(dòng)橋內(nèi)部相關(guān)影響因素的試驗(yàn)設(shè)計(jì)，對(duì)傳動(dòng)系沖擊噪聲進(jìn)行了系統(tǒng)的分析驗(yàn)證。
展開 研究｜電動(dòng)汽車兩擋自動(dòng)變速器模態(tài)及振動(dòng)響應(yīng)仿真分析
下面將前六階振振型對(duì)比：
4 有限元仿真軟件一階振型 圖 5 傳動(dòng)系統(tǒng)分析軟件一階振型
圖 6 有限元仿真軟件二階振型 圖 7 傳動(dòng)系統(tǒng)分析軟件二階振型
8 有限元仿真軟件三階振型 圖 9 傳動(dòng)系統(tǒng)分析軟件三階振型
圖10 有限元仿真軟件四階振型
圖 11 傳動(dòng)系統(tǒng)分析軟件四階振型
圖12 有限元仿真軟件五階振型 圖13 傳動(dòng)系統(tǒng)分析軟件五階振型
圖 14 有限元仿真軟件六階振型
圖 15 傳動(dòng)系統(tǒng)分析軟件六階振型
結(jié)果顯示良好的一致性，充分說明傳動(dòng)系統(tǒng)分析軟件建立變速器模型的可靠性，為接下來做仿真分析的準(zhǔn)確度提供依據(jù)
展開 samcef傳動(dòng)機(jī)構(gòu)仿真分析
在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)仿真方面，SAMCEF提供了齒輪傳動(dòng)，帶傳動(dòng)，鏈傳動(dòng)等多種傳動(dòng)方式的建模方式，其中：齒輪傳動(dòng)建模方面相對(duì)簡(jiǎn)單，samcef提供了幾乎所有的齒輪建模，包括直齒、錐齒、斜齒、齒輪齒條、內(nèi)齒外齒等傳動(dòng)的建模，samcef field下可以設(shè)置各種參數(shù)完成建模。帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng)則相對(duì)復(fù)雜，具體建模見附件，拿帶傳動(dòng)來說，需要將帶設(shè)置為SHELL單元，并利用SAMCEF提供的接觸建模方式建立帶與帶輪的接觸關(guān)系，在此還可以利用Bacon在Epiloug中設(shè)置接觸方式。
齒輪建模實(shí)例：
http://yun.baidu.com/pcloud/album/info?query_uk=1882165809&album_id=8056144358154877990
帶傳動(dòng)建模實(shí)例：
http://yun.baidu.com/pcloud/album/info?query_uk=1882165809&album_id=1227852791335855362
展開 傳動(dòng)裝置NVH分析實(shí)例
這個(gè)實(shí)例為某型號(hào)箱式綜合傳動(dòng)裝置的臺(tái)架試驗(yàn)，輸入端由電機(jī)帶動(dòng)，另外兩端帶負(fù)載輸出。試驗(yàn)分別考慮穩(wěn)定轉(zhuǎn)速和升速兩種工況。測(cè)量輸入端的轉(zhuǎn)速、箱體上的振動(dòng)、以及距箱體一米處的噪聲信號(hào)。分析兩種工況下的振動(dòng)噪聲信號(hào)，為故障診斷提供依據(jù)。
1、理論頻率與階次計(jì)算
現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)，選擇某擋轉(zhuǎn)速為1800rpm進(jìn)行穩(wěn)態(tài)工況測(cè)量。該工況下各級(jí)傳動(dòng)齒輪的嚙合頻率如表1，2所示。主傳動(dòng)路前三級(jí)為定軸齒輪傳動(dòng)，后三級(jí)為行星齒輪傳動(dòng)，第三級(jí)定軸齒輪輸出作為第一級(jí)行星齒輪的輸入。通過測(cè)試分析中得到的頻率成分與表中理論計(jì)算得到的頻率進(jìn)行對(duì)比，以確定問題來源于哪一級(jí)齒輪。
表1 各級(jí)定軸齒輪傳動(dòng)比與嚙合頻率
表2 三級(jí)行星齒輪傳動(dòng)比與嚙合頻率
當(dāng)測(cè)量是升速工況時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行瀑布圖分析時(shí)，瀑布圖中會(huì)出現(xiàn)明顯的階次成分，因此，需要在實(shí)際測(cè)量前，確定這一擋的特征階次，理論計(jì)算得到的特征階次如表3和4所示。
表3 各級(jí)定軸齒輪傳動(dòng)的嚙合階次
表4 三級(jí)行星齒輪傳動(dòng)比與嚙合階次
2、數(shù)據(jù)采集
對(duì)于齒輪結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)裝置，建議采樣頻率涵蓋嚙合頻率的5倍頻。
展開 基于ansys workbench的齒輪傳動(dòng)分析 ￥20
問題描述：齒輪是傳動(dòng)系統(tǒng)中承受載荷和傳動(dòng)動(dòng)力的主要部件，也是最容易出故障的零件之一，因此對(duì)齒輪傳動(dòng)過 程中接觸應(yīng)力分析有一定的必要。
分析類型：齒輪接觸分析
分析平臺(tái)：ANSYS Workbench 17.0
分析人：技術(shù)鄰 一無所有就是打拼的理由
技術(shù)難點(diǎn)：接觸對(duì)的設(shè)置
業(yè)務(wù)咨詢網(wǎng)址：http://www.yqgqt.org.cn/b/218
齒輪傳動(dòng)模型
齒輪傳動(dòng)動(dòng)畫
展開 
齒輪傳動(dòng)軸的靜力學(xué)分析
該傳動(dòng)軸從小端的鍵槽段輸入扭矩，從大端的鍵槽端輸出扭矩。現(xiàn)在我用了surf154單元來模擬扭矩，分別在兩端鍵槽端施加了相反扭矩，然后再軸頸處施加約束，問各位大神，這樣模擬施加扭矩對(duì)么？如果是正確的，還有沒有其他更準(zhǔn)確的模擬方法？然后如果考慮齒輪嚙合產(chǎn)生的徑向力和切向力是直接加載在鍵槽面上嗎，不考慮接觸問題，只分析軸的受力情況。謝謝各位大神了，用的是solid186單元
電機(jī)渦輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)仿真分析
分析步驟：首先建立渦輪蝸桿三維模型，并按照中心距完成裝配。導(dǎo)入ansys workbench，之后定義運(yùn)動(dòng)副，在蝸輪蝸桿之間定義動(dòng)力碰撞接觸力，并在驅(qū)動(dòng)件蝸桿上施加轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)。由于是剛體模型，在進(jìn)行模擬時(shí)需要施加負(fù)載，因此在渦輪上添加一個(gè)恒定的靜態(tài)負(fù)載。
圖1 總變形量
圖2 總加速度
新能源汽車傳動(dòng)系NVH仿真分析
因?yàn)樗鼘?duì)聲音控制非常重要：無論電機(jī)本身多么安靜，從它開始的聲音激勵(lì)通過變速器、差速器、傳動(dòng)軸、車軸等部件傳遞到汽車內(nèi)部，都會(huì)導(dǎo)致振動(dòng)和其它噪聲的產(chǎn)生條件，電動(dòng)汽車需要減輕這種問題。
“處理與傳動(dòng)系相關(guān)的NVH問題是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的工程任務(wù)。” Drichel說，“要求工作在一個(gè)高度復(fù)雜的系統(tǒng)中，通常涉及不同的多物理領(lǐng)域。”為了理解傳動(dòng)系中潛在的噪聲發(fā)生器的整體情況，Drichel團(tuán)隊(duì)使用多領(lǐng)域混合方法，包括仿真和測(cè)量組件，研究電學(xué)、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)和噪聲，其中核心部分是傳動(dòng)系的多體動(dòng)力學(xué)模型。
電磁學(xué)：該小組正在開發(fā)一種模型，用來描述變頻（inverter-fed）電機(jī)的激勵(lì)力。這包括解析和數(shù)值兩種建模方法，用于計(jì)算效率高的力計(jì)算。解析建模法使用激勵(lì)表和保角映射（conformal mapping）得到的數(shù)據(jù)，而數(shù)值建模使用有限元方法。對(duì)力-激勵(lì)譜進(jìn)行分析，以確定最主要的且下一步應(yīng)該著重處理的影響因素。
電磁分析
結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué):該小組已經(jīng)創(chuàng)建了他們自己的用戶子程序，用于把之前確定的電磁力施加到傳動(dòng)系上。傳動(dòng)系組件的Abaqus FEA 模型包括所有的柔性箱體和傳動(dòng)軸。這些子模型和Simpack多體仿真模型相結(jié)合，使自由度數(shù)量顯著減少。這樣建立了一個(gè)高效的模型，很多不同的工況可以快速仿真。研究對(duì)象包括定子的橫向各向同性性能、定子箱體與冷卻劑的流固耦合，以及非線性軸承剛度。
結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析
聲學(xué)：電動(dòng)汽車完整的聲學(xué)性能必須同時(shí)包括空氣和結(jié)構(gòu)噪聲。一旦建立了傳動(dòng)系仿真，就可以使用內(nèi)部聲學(xué)工具計(jì)算來自整個(gè)傳動(dòng)系的輻射空中聲音。這樣可以使用傳遞路徑合成法外推得到車廂內(nèi)噪聲。在不同的電機(jī)轉(zhuǎn)速和裝置調(diào)整（避免引起激勵(lì)和過大噪聲）下研究系統(tǒng)的共振效應(yīng)。
展開 電驅(qū)傳動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)與仿真分析
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