三叉桿式聯軸器的分析

   本文通過分析振動情況求出系統的總的傳遞矩陣,為最終求出系統的固有頻率,避免傳動過程中共振現象的產生而做準備。為了真實的研究系統的振動情況,采用以整個系統為研究對象,并且適合于用計算機計算傳遞矩陣。三叉桿式聯軸器系統傳遞矩陣的建立在運動分析和動力分析的基礎上,指出了三叉桿式萬向聯軸器振動產生的根源。推導出各種振型的傳遞矩陣,并由此獲得整個系統的傳遞矩陣。由運動分析和動力學分析可知,三叉桿式萬向聯軸器是準等角速傳動,當輸入軸以等角速傳動時,輸出軸的轉速和承受的扭矩均有變化,且其值與β的大小密切相關,當β角超過某一范圍時,輸出軸的扭矩會急劇上升,因此系統必將有扭振產生。同時作用于輸入軸的附加彎矩和作用于輸出軸的周期性變化的軸向力也將分別產生系統的橫向振動和縱向振動。振動產生的動力學根源首先根據輸入和輸出軸的結構尺寸,合理地劃分節點。單元體的劃分以截面尺寸的變化為依據。三叉桿式萬向聯軸器的運動簡圖及單元體的劃分。在節點處為集中質量點,連接兩節點間的軸為無質量彈性軸。假設取輸入軸上有n+1個節點,輸出軸上有k個節點(節點的個數以軸上的截面變化為依據),坐標系的選取與動力學的分析一致。即Z′與Z″分別為輸入軸與輸出軸的軸線方向,它們之間的坐標變換矩陣是在運動分析中已經求出的方向余弦矩陣。但按系數加權的卡爾曼濾波有著很好的優良性,在故障的檢測與隔離等方面具有有優勢。所以在實際中多使用按系數加權的分布式融合策略。為了能在時變的測量噪聲情況下也能夠深受準確的估計值,采用了自適應的Kalman濾波技術。仿真結果也證明了自適應算法的有 效性。由三叉桿式萬向聯軸器的動力分析及實際應用情況知,在輸入軸與輸出軸之間的夾角超過確定范圍時,系統會產生劇烈的振動。通過分析,可明確振動產生的根源,為有 效的控制振動提供依據;同時總的傳遞矩陣的建立,是進一步求系統固有頻率的前提。對于給定的機構,其固有頻率是確定的,固有頻率的求得,可以改良機構傳動性能,避免共振的發生。由三叉桿式萬向聯軸器的運動分析及動力分析知,這種類型的聯軸器存在周期性變化的附加彎矩及軸向力,當輸入軸與輸出軸的夾角大于25°時,附加彎矩與軸向力急劇變大,振動產生不可避免。即使在輸入輸出夾角小于25°時,由于周期性變化的附加力及附加彎矩,振動的根源始終存在。利用傳遞矩陣法求系統的固有頻率,可大的避免在使用過程中共振的產生。