基于蒙特卡罗法的行星齿轮机构稳健性分析

以行星齿轮机构体积最小为优化目标,以太阳轮齿数、齿宽、模数、行星齿轮个数为设计变量,以齿轮轮齿接触强度、齿轮轮齿弯曲强度、相邻条件等为约束条件,建立了某行星齿轮机构数学模型,并应用遗传算法求解了优化结果.将设计变量考虑为具有正态分布特征的随机变量,应用蒙特卡罗方法对行星齿轮机构进行稳健性分析,包括随机变量影响下的目标函数、约束条件的概率分布.分析表明,设计变量存在微小变化时,行星齿轮机构稳健性差.重新设定精度后,行星齿轮机构稳健性得到提高,满足了设计要求.     

两级行星齿轮传动系统多目标优化设计研究

利用MATLAB优化工具箱对两级行星齿轮传动机构进行多目标优化设计,以体积(重量)最小、传递效率最高作为优化目标,建立多目标优化数学模型.结合算例,给出最优参数求解步骤以及所用方法的特点,为两级行星齿轮传动机构优化设计提供指导.     

自动变速器行星齿轮机构的优化设计

根据自动变速器行星齿轮机构的特点和要求,在保证传动比合理和体积减小等40个约束条件下,以行星齿轮机构中各齿轮强度均等或接近于优化目标,建立齿轮齿面接触疲劳应力差值最小和齿根弯曲疲劳应力差值最小的优化模型,并用MATLAB进行优化计算。与原设计比较,优化设计的行星齿轮机构的齿面接触疲劳应力和齿根弯曲疲劳应力的最大值、应力差值以及整体应力都下降,特别是齿根弯曲疲劳应力最大值减小了12.24%,而且所有齿轮的齿根弯曲疲劳应力几乎相等,优化效果明显。优化设计的行星齿轮机构体积比原设计小3.54%,而且在传动比、尺寸参数和工艺参数方面,优化设计也都有优势。     

二级行星齿轮机构的优化设计

体积和承载能力是衡量行星齿轮机构优劣的重要指标。在确保承载载荷不变的基础上,以行星齿轮机构体积最小为目标,对行星齿轮机构进行优化,确定目标函数、设计变量及应满足的约束条件,建立了行星齿轮机构的数学模型,然后采用SUMT内点法优化行星齿轮的结构参数。在风电机组二级行星齿轮增速器的实际应用中,该优化设计方案减小了行星齿轮机构体积,降低了制造成本。     

公铁两用车电动轮减速器的可靠性优化设计

从公铁两用车电动轮的优化设计角度出发,根据行星齿轮减速器的工作状况及载荷条件,以NGW行星齿轮传动的体积、重合度、效率作为目标函数,根据可靠性理论进行减速器的优化设计。把齿轮疲劳强度的可靠度要求结合在优化问题的约束内,得出机械零部件参数的最优解,体积最小,质量最轻,传动效率仍保持优化前的水平。通过优化设计,使得行星齿轮减速器可以满足公铁两用车电动轮模块的特殊要求,为公铁两用车的设计研究提供参考依据。     

基于NSGA-Ⅱ的行星减速器多目标优化设计

为提高行星减速器工作能力,以齿轮强度和减速器体积为优化目标,对行星减速器进行多目标优化设计。以矿用提升绞车中的NGW型行星减速器为优化对象,以中心太阳轮尺寸参数为优化设计变量,建立配齿条件、齿面接触强度及工作参数等约束条件,构建多目标优化设计模型。利用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-II)对多目标优化模型进行优化计算,得到优化目标的帕累托(Pareto)最优解分布。通过对比得到优化目标间的相互影响规律,利用模糊集合理论从最优解集中选择出合理参数作为最终设计结果。分析结果表明本文提出的优化设计方法提高强度的同时,有效减小减速器体积,实现了行星减速器的多目标优化设计。     

精密变位斜齿轮行星轮系混合型变量多目标优化设计

斜齿轮行星轮系具有单位体积传动比高、重合度大和谐振小的特点,广泛应用于精密小模数变速传动领域。如何提高单位体积传动比并降低振动,对于实现精密传动具有重要意义。为此,提出了精密变位斜齿轮行星轮系混合型变量多目标优化设计方法。建立二级行星斜齿轮传动方案模型,通过齿顶圆上的压力角与齿数、分度圆压力角、齿顶高系数和变位系数的关联关系,构建太阳轮、行星轮和内齿圈的体积模型和重合度模型,建立轮系的配齿、强度、模数、变位和根切的约束条件集,以体积最小、重合度最大作为优化目标,建立连续与离散混合的多变量多目标优化数学模型。引入模拟退火蚁群算法,实现连续多维空间的混合型变量优化,基于模糊集从Pareto解集中遴选最优解,优化后轮系体积减小9.97%,重合度增大13.35%,提出的方法对于类似斜齿轮行星轮系的性能优化设计具有重要意义。     

基于NSGA-Ⅱ的两级行星齿轮减速机的多目标优化设计

为了设计体积更小、效率更高的两级行星齿轮减速机,首先建立两级行星齿轮减速机多目标优化的数学模型;采用多目标进化算法NSGA-II对数学模型进行优化,选择五种不同行星齿轮个数,优化得到两级行星齿轮减速机体积和传动效率的pareto最优解。同时与MATLAB工具箱优化获得的结果进行比较,结果显示NSGA-II算法优化的结果均优于MATLAB工具箱优化的结果,特别是所设计的二级行星轮减速机的体积更小。所提出的多目标优化方法和步骤还可以为多级行星齿轮减速机的优化设计提供有效地指导。     

掘进机行星减速器关键参数的优化与校核

针对掘进机截割部行星减速器体积偏大的问题,在分析掘进机行星减速器理论的基础上,基于MATLAB软件搭建齿轮参数优化的目标函数和约束条件,实现了对齿轮模数、齿厚以及齿数参数的优化,并对优化后齿轮的强度进行了校核,确保其强度满足要求。     

采煤机滚筒行星减速机构齿轮接触强度分析与改进

针对某型号采煤机滚筒行星减速机构齿轮运行异响严重、寿命偏低的问题,借助ANSYS有限元仿真计算软件,对其开展了接触强度分析.分析结果表明,行星减速结构啮合齿轮接触应力接近材料屈服强度,加剧齿轮磨损是异响严重的主要原因.提高行星减速机构润滑油更换次数之后异响严重问题得到解决,同时降低了滚筒行星减速机构运行声噪,减少了相同时间内行星减速机构齿轮啮合位置的磨损量,延长了行星减速机构的使用寿命.     

Life Distribution Transformation Model of Planetary Gear System

Planetary gear systems have been widely used in transportation, construction, metallurgy, petroleum, aviation and other industrial fields. Under the same condition of power transmission, they have a more compact structure than ordinary gear train. However, some critical parts, such as sun gear, planet gear and ring gear often suffer from fatigue and wear under the conditions of high speed and heavy load. For reliability research, in order to predict the fatigue probability life of planetary gear system, detailed kinematic and mechanical analysis for a planetary gear system is firstly completed. Meanwhile, a gear bending fatigue test is carried out at a stress level to obtain the strength information of specific gears. Then, a life distribution transformation model is established according to the order statistics theory. Transformation process is that, the life distribution of test gear is transformed to that of single tooth, and then the life distribution of single tooth can be effectively transformed to that of the planetary gear system. In addition, the effectiveness of the transformation model is finally verified by a processing method with random censoring data.     

行星摆线轮齿形精确设计

根据行星摆线齿轮的形成理论,应用神经网络方法实现行星摆线轮的齿形精确设计.该方法建立了齿轮参数与齿形之间的BP神经网络非线性关系模型.仿真实验表明,采用神经网络的非线性逼近特性进行摆线轮齿形模拟设计,能精确、快速地模拟出摆线轮齿形;该方法适用于非渐开线齿轮齿形的设计.     

基于虚拟样机技术的行星齿轮传动系统分析

利用实体建模软件UG建立了减速器行星齿轮传动系统的虚拟样机,并利用UG与动力学仿真分析软件ADAMS,将虚拟样机导入到ADAMS中建立仿真模型。齿轮啮合中轮齿间除了滚动接触外还存在相应的滑动接触,使轮齿间具有较大的摩擦了,针对传统赫兹理论形成的齿面接触力计算没有考虑齿间摩擦,将摩擦系数引入计算,得到了齿轮之间的接触力曲线变化。应用UG NX的"高级仿真"模块,建立行星轮有限元模型,通过解算器NX NASTRAN对有限元模型进行分析求解,得到行星轮在接触力作用下应变和应力分布情况,再根据设计要求对零件参数进行优化,使行星轮的结构既满足设计要求,又达到体积小和成本低。     

大型能源装置行星齿轮传动模糊可靠性研究

以模糊可靠度分析为理论依据,建立了行星齿轮传动接触强度和弯曲强度的模糊可靠性模型.结合实例,研究了中心距、模数、极限应力等因素对接触强度和弯曲强度模糊可靠性和安全系数的影响.同时通过大量的计算数据,分析了模糊可靠度与安全系数的关系.     

An investigation on the influence of modification parameters on transmission characteristics of planetary gear system

A new gear tooth modification model of planetary gear system was established by considering the characteristics of tooth longitudinal crowning modification and tooth profile modification. Using this model, the influences of modification parameters on the time-varying mesh stiffness, transmission error, contact spots and dynamic response of the planetary gear system were analyzed through numerical analysis. The results show that tooth profile modification can effectively restrain the mesh stiffness sudden variation in the single and double tooth alternation of both the internal and external mesh pairs, and significantly decrease the transmission error fluctuation. However, longitudinal crowning modification has no marked influence on mesh stiffness sudden variation or transmission error fluctuation. The tooth profile modification can significantly reduce the sudden variation of tooth surface load during gear mesh course. Longitudinal crowning modification can make the tooth surface load evenly distributed in tooth width direction. When the external meshing pairs are modified at the tooth profile individually, the magnitude values of main response resonance peaks of internal meshing pairs have a great reduction, but those values of external meshing pairs change slightly. In the case of tooth profile modification of the internal meshing pairs, the phenomenon is reversed. By contrast with tooth profile modification, longitudinal crowning modification has little influence on the resonance peaks of internal and external meshing pairs.

     

多级NGW型行星齿轮传动的设计

针对目前在风力发电机组传动装置中广泛应用的NGW型行星齿轮传动,阐述了其传动特点.结合1.5MW风力发电机组变桨减速机的设计,对多级行星轮系传动设计的重点及难点,给出了关键设计原则及一般性经验结论.应用Romax Designer虚拟原型工具进行了薄弱环节的齿轮强度分析及齿面形状优化,并通过均载机构的应用提高了多级行星...     

A study on the bending stress of the hollow sun gear in a planetary gear train

Generally, planetary gear type traveling reduction gear is composed of multiple planetary gear stages and has a hollow sun gear in the last stage planetary gear. In designing reduction gear, it is important to evaluate accurately the bending stress at the tooth root of the sun gear as the sun gear is the weakest component in the reduction gear system. Although bending stress can be calculated easily using gear standard codes such as the American Gear Manufacturers Association (AGMA) and International Organization for Standardization (ISO) 6336 for almost all gears, meticulous calculation is needed for the hollow sun gear because of its low backup ratio (rim thickness divided by tooth height) and comparatively large root fillet radius. In this study, a finite element analysis (FEA) is carried out to investigate the effect of rim thickness and root fillet radius on bending stress at the tooth root of the hollow sun gear. In standard codes, bending stress at the tooth root is calculated linearly with a constant slope for the backup ratio below 1.2. However, the effect of the rim thickness on bending stress is more complex in the planetary gear system. Bending stresses calculated by FEA with various backup ratios and root filler radii are compared with the bending stresses calculated by the standard codes.     

差速器锥齿轮参数化建模及模态分析

运用CATIAV5知识工程模块,结合齿轮齿廓渐开线方程,针对圆锥和内花键的齿形实体特点,建立了汽车差速器行星齿轮和半轴齿轮的参数化模型。运用ANSYS软件对行星齿轮建立有限元模型并进行模态分析,计算出了其低阶固有振动频率和模态振型。提高开发效率,为圆锥齿轮设计和差速器振动分析提供了一定的参考。     

NGWN(Ⅱ)型行星减速器基于Matlab的优化设计

针对NGWN(Ⅱ)型行星齿轮减速器提出了侧重于配齿计算、啮合及几何参数计算等的专用设计软件,建立了以减速器体积最小为目标,以齿轮强度要求等为主要约束条件的优化设计模型,并进行了基于Matlab的优化设计,获得了理想的、具备工程实用价值的综合设计效果.     

FA新型摆线针轮行星传动受力分析方法与齿面接触状态有限元分析

在分析FA新型摆线针轮行星传动特点的基础上,提出了一套摆线轮齿形修形下的齿面受力分析理论,并采用MARC工程软件对针齿和摆线轮齿面的接触状态进行了有限元分析,结果证明了受力分析理论的正确性。根据文中理论所编制的计算机软件,可以确定不同状态下的FA传动修形参数优化,进行受力分析计算、强度验算,并绘制其三维实体模型与工程图。