基于APDL的行星齿轮的参数化建模

行星齿轮传动结构紧凑,体积小,传动效率高,功率大,是一种广泛应用的齿轮传动形式,由太阳轮、内齿圈、行星架和几个行星轮组成.由于其结构复杂,故在ANSYS中利用界面操作方式建立有限元建模存在很大的困难,而ANSYS自带的APDL参数化语言为各种复杂模型的建立提供了方法,利用APDL语言编程建立行星轮系的参数化模型,通过在参数文件中输入参数,进而在ANSYS软件中读入程序自动建立轮系模型,为以后的静力学和动力学分析提供了极大的方便.     

基于VB和ANSYS的行星轮模态分析的参数化设计

针对在工程应用中,行星轮系建模分析复杂多变的情况,借助ANSYS中二次开发APDL语言,并结合Visual Basic对行星轮系进行了参数化设计,对行星轮进行了动力学模态仿真.主要是通过ANSYS界面下的READ INPUT LOG FROM命令输入命令流文件、建模、划分网格、执行求解,以及ANIMATE、PLOT命令显示求解结果,获得了轮系工作时的固有频率及对应的模态振型.最后,利用VB建立了一个ANSYS用户人机界面,输入相关参数即能获得行星轮系的模型以及振型.研究结果表明,该设计基本实现了基于ANSYS行星轮模态分析的参数化设计.     

基于ANSYS的行星轮系模态分析方法

由于行星轮系结构复杂,为了在ANSYS中所建立的有限元模型具有通用性,利用AP-DL语言建立了行星轮系的参数化模型。在参数文件中输入所必须的参数,即可建立行星轮系的有限元模型,利用子空间法对其进行动力学模态分析,得到其固有频率以及对应的模态振型。对计算结果进行固有频率和振型的分析,进而得到固有频率的分布状态以及对应的振型,在设计行星轮系的过程中避开这些区域,避免产生共振,从而达到提高齿轮系统品质的目标。     

基于物理模型和修正灰色模型的行星轮系疲劳裂纹故障预测方法

结合物理模型与灰色理论,提出行星轮系齿根疲劳裂纹故障预测的新思路.针对直升机主传动系统中的2k-H行星轮系,建立太阳轮齿根疲劳裂纹损伤的物理基模型,通过仿真获得不同损伤严重度的振动仿真信号.选择并计算仿真信号的故障特征矢量,并以此作为损伤特征的标准模式,对待检信号特征矢量与标准模式进行灰色关联度分析,根据关联度对裂纹进行定量检测.结合物理模型仿真信号对灰色预测模型进行修正,使之具有更好的疲劳裂纹故障预测能力.对试验中的疲劳裂纹进行定量检测和故障预测.试验数据验证了本方法对行星轮系太阳轮疲劳裂纹的定量检测和故障预测能力.     

行星轮系动力学特性仿真系统开发与应用

建立含齿侧间隙、时变啮合刚度、制造误差和安装误差的2K-H行星轮系及复合行星轮系非线性动力学模型后,采取模块化和参数化设计思想,基于C#语言,运用MATLAB动态链接库技术,开发了一套行星轮系动力学特性仿真系统。系统具有良好的人机交互性和可扩展性,集成了2K-H行星轮系及复合行星轮系动力学建模、求解和后处理分析等功能。可通过时间历程曲线、相轨线、Poincare截面等分析方法研究各种不同工况下行星轮系的非线性动态特性;通过各类构件参数对均载特性的影响分析寻求最佳均载性能参数配置。仿真过程操作简便,降低了求解难度,极大地提升了轮系动力学特性分析效率,能够快速准确地为优化行星齿轮传动系统动态特性和均载特性提供理论参考。     

行星轮系的有限元分析

初步确定行星轮系的各元件参数,建立行星轮系统的三维系统模型,对行星轮系进行有限元的静力分析和模态分析,得到了行星轮系的应力分布情况及振动频率和对应振型,验证了齿轮参数设置的正确性,为进一步进行行星轮系的优化设计提供了理论依据。     

基于虚拟样机技术的行星轮系的动力学仿真研究

将行星轮系扭转振动模型与虚拟样机技术结合在一起,建立力学分析模型对行星传动进行动力学仿真,考虑了行星轮系传动过程中的时变啮合刚度和齿侧间隙等因素,可较方便、准确地获得行星轮系在传动过程中的一些动态特性,为行星轮系的优化设计、寿命预测等提供了理论依据.     

一种新型自动变速器行星轮系的设计与分析

针对并联行星轮系自动变速器的结构特点设计出行星轮系,利用三维建模软件Pro/E建立行星轮系模型,并用有限元分析软件ANSYS对所设计的行星齿轮系进行模态有限元分析,从而可以得出行星轮系的固有频率以及振型,为并联行星轮系自动变速器传动性能的优化提供重要的模态参数,同时也为结构的改进设计提供了理论依据。     

三级行星减速器优化设计

按加工精度要求和制作经济性对某种小模数三级2K-H行星传动轮系的传动比进行分配,由一个多级行星轮系的优化设计转化为一个单级行星轮系的优化设计,亦即将整个多级行星轮系体积最小的优化问题转化为单级行星轮系体积最小的优化问题[1]13-17.以单级行星轮系的太阳轮,行星轮,以及内齿圈体积最小为优化目标建立优化数学模型.采用惩罚函数法求解数学模型,择取最优参数方案.     

齿轮参数对行星轮系模态的影响

使用Catia对行星轮系进行实体建模,通过有限元分析软件workbench的高效率模型导入功能实现了Catia和Workbench的联合仿真,对行星轮系模型进行动力学模态分析,提取了前9阶固有频率和主振型。在其他参数不变情况下,先对行星轮系中所有齿轮的模数进行改变并对行星轮系进行模态分析,结果表明固有频率随模数增大而减小：在其他参数不变情况下,再对行星轮系中所有齿轮的压力角进行改变并对行星轮系进行模态分析,结果表明固有频率随压力角增大而增大。     

兆瓦级风电机组行星轮系有限元分析

针对兆瓦级风电齿轮箱中行星轮系易出故障的特点,通过三维建模软件建立行星轮系的计算模型,利用有限元方法对行星轮系进行了静强度分析,找出了最大应力点,提出了改善最大应力的方法。对行星轮系模态分析结果与已知的实际频率比较表明：在正常工作状态下,行星轮系不会产生共振。此方法为2．0MW风电机组行星轮系的设计提供了理论依据。     

双电机驱动双曲柄四环板针摆行星传动理论分析

双电机驱动双曲柄四环板针摆行星传动是一种具有实用价值的新型摆线针轮行星传动。本文主要论述了系统的传动原理、运动学分析、力分析,建立了系统的数学模型,并编制了系统的计算分析软件。分析表明,由于四片环板采用了特殊的相位角关系,整个系统不仅能够达到静力平衡,而且能达到任意时刻的动平衡,同时又保留了摆线针轮行星传动的优点,是一种具有发展前景的传动形式。     

带式差动行星齿轮无级变速器的设计与研究

带式差支行星齿轮无级变速器是一种可进行无级调速的封闭式行星轮系,实际上是带式无级变速器和行星轮系的组合。在对带式无级变速调速范围和差动轮系研究的基础上,给出了设计带式差动行星齿轮无级变速器的方法。并通过实例,给出了研究此类无级变速器功率流分析和啮合效率计算的新方法。结果表明,应用此方法可设计出调速方便、承载能力强、效率高、调速范围大的带式差动行星齿轮无级变速器。     

行星轮机构及其轴系的扭转振动实验研究

在计算带行星轮机构轴系扭转振动时,传统的单惯量方法将机构内实际的动力过程处理成简单的静力传递,结果带来较大的非安全误差;且只解决了轴系问题。本文尝试利用实验手段证明所提出的平面力学模型的可靠和正确,进而做到在研究行星轮机构对整个轴系影响情况的同时,考虑行星轮机构内部各组件在扭转激扰下的回转振动状态。     

3K型行星轮系的单元分析法

将3K型行星轮系分解为3个简单的K-H型轮系单元,然后对这些单元进行运动分析和受力分析,列出方程组并求解。这种方法不仅可以求出每个构件的角速度和所受的力矩,整个轮系的功率流向也随之确定,而且还得到一个通用的效率公式。根据功率流向,发现轮系中存在的循环功率流就是这类轮系效率较低、甚至发生自锁的原因。同时,举例证明通过减小循环功率与输出功率的比值可以适当提高这种轮系的啮合效率,从而为这类轮系的改进和设计提出了一种新方法。     

3K行星轮系的功率流与啮合效率研究

目前 ,3K行星轮系的功率流向分析和啮合效率公式的推导既难又繁。本文首先将这种轮系分解为 3个简单的 K- H型轮系单元 ,然后进行运动分析和力矩分析 ,列出方程组并求解。不仅得出了一个新的通用的效率公式及绘制出功率流向图 ,而且发现在轮系中存在循环功率流 ,这就是这种轮系效率较低的原因。同时 ,通过减小循环功率与输出功率的比值将能够适当提高 3K行星轮系的效率     

复杂行星轮系传动比计算的简化法

行星传动在齿轮传动中有很多的优点,复杂行星轮系的传动比计算比较复杂,从最简单的行星轮系计算公式中得到启示,将行星架假想成有齿数的内齿轮。并得到了简化公式,举例说明了公式的运用,简化了复杂的行星轮系传动比计算。     

2K-H型行星轮系优化设计系统的研究

以太阳轮和全部行星轮的体积之和最小为优化设计目标函数,以太阳轮的齿数、齿宽、模数、行星轮的个数为设计变量,以行星轮系的传动比条件、同心条件、装配条件、邻接条件、模数条件、最少齿数条件、强度条件为约束条件,建立了行星齿轮传动优化设计的数学模型。以穷举法为优化设计方法,以VisualBasic为编程工具,研制出了行星轮系的优化设计系统,该系统能自动完成2K-H型行星轮系的优化设计。