3K-Ⅱ型直齿行星齿轮传动的固有特性

为揭示3K-Ⅱ型直齿行星齿轮传动的固有特性,建立该类传动系统在系杆随动参考坐标系下的平移-扭转耦合动力学模型.模型设定系统中每个构件均拥有3自由度,并计入各构件的支承刚度、轮齿时变啮合刚度和陀螺效应等影响因素.通过分析各构件间的相对位移关系,推导出系统的运动微分方程,进而求解其特征值问题即可获知系统的固有频率和相应振型.固有特性分析表明,3K-Ⅱ型行星齿轮传动具有与2K-H行星齿轮传动类似的三种典型振动模式,即扭转振动模式、平移振动模式和行星轮振动模式.列出三种典型振动模式下传动系统的运动特征.     

无侧隙啮合斜齿行星传动系统动力学建模与分析

建立了一个包含无侧隙啮合、轴承间隙、时变啮合刚度、重力激励和其它外部激励的斜齿行星传动系统平移-扭转耦合动力学模型,研究了影响齿面接触状态的主要因素以及齿面接触状态对斜齿行星齿轮传动系统动态特性的影响规律。仿真结果表明,无侧隙啮合对斜齿行星传动系统的轴承力和齿面啮合力有显著的影响,无侧隙啮合与侧隙、轴承间隙密切相关,并且当行星齿轮的组件重力很大时,重力激励是造成无侧隙啮合的重要原因。     

基于LMS Virtual.Lab Motion的行星齿轮动力学建模及仿真

为获取准确的3K型行星齿轮传动系统轮对啮合力和齿轮传递转矩。基于3K型行星齿轮传动系统拓扑结构分析,建立平移-扭转耦合动力学模型;分析各构件间相对位移关系,确定动力学数学模型。以某3K型行星齿轮传动系统为研究对象在LMS Virtual.Lab Motion平台上进行实例仿真分析;验证平移-扭转耦合动力学模型和仿真方法的合理性;仿真结果为进一步研究系统的疲劳、振动、噪声提供动态输入。     

基于Matlab的重型数控机床双电机消隙的仿真

为了提高重型数控机床的动态精度和稳态性能,减小齿隙在系统中带来的负面影响,首次对重型数控机床采用双电机控制,利用机理分析法分析了齿轮啮合动力学原理,通过齿隙特性的分析,建立了含齿隙单电机及双电机的伺服驱动系统模型和含齿隙双电机的动力学模型,采用仿真软件Matlab对伺服驱动系统模型进行仿真.比较了含齿隙单、双电机伺服驱动系统的动态特性,得出双电机驱动的性能优于单电机.     

基于虚拟样机技术的行星齿轮传动系统仿真分析

针对典型行星齿轮传动系统,建立其虚拟样机模型,并基于虚拟样机对传动机构进行运动学和动力学仿真分析。基于ADAMS建立了行星齿轮传动系统的虚拟样机模型,对于单排行星齿轮传动机构分为六种工作情况,对于每一种工况进行仿真分析,给定输入可以得到太阳轮与行星轮之间的啮合力和系统输出。在单排行星齿轮传动的基础上,建立三排行星齿轮传动机构的虚拟样机,并进行了仿真分析。通过对行星齿轮传动机构的仿真分析,可以为行星齿轮系统传动的稳定性和可靠性提供参考和依据。     

单级行星齿轮非线性动力学模型与试验验证

针对单排行星直齿轮传动系统,提出了齿轮非线性啮合动态模型,模型中考虑了由中心距安装误差和传动轴弯曲变形等引起的中心距变化对啮合角、间隙和非线性啮合刚度的影响。考虑中心距变化和陀螺力矩并结合齿轮非线性啮合动态模型,建立了行星齿轮传动系统横-扭耦合非线性动力学模型。针对一个单排行星齿轮传统系统试验装置进行仿真计算和试验测试,试验对比分析了齿圈横向振动位移和内啮合均载系数。研究结果表明,仿真结果与试验结果的变化趋势基本吻合,且误差在可接受范围内,验证了笔者提出的渐开线直齿轮传动横-扭耦合非线性动力学模型和非线性动态啮合模型的正确性。     

3K-Ⅱ行星传动机构四个关键参数的确定方法

配齿以及中心距、变位系数和齿顶圆直径的确定是3K-Ⅱ(NGWN-Ⅱ)行星传动机构设计的关键技术,针对3K-Ⅱ行星传动机构的特点,提出根据传动比确定各齿轮齿数以及如何合理的确定中心距、各齿轮变位系数和齿顶圆直径的方法,并根据齿轮传动质量的关键指标对比分析,验证此方法的合理性,有一定的实际应用价值。     

考虑效率和动力学性能的大速比行星传动(NGWN(Ⅱ))设计方法

针对NGWN型大速比行星传动效率低的问题,可采用低耗齿轮设计,即通过同时优化变位系数和齿顶高系数,降低端面重合度以减小啮合功率损失,从而显著提高齿轮传动效率。但重合度改变会对传动系统的动力学性能产生影响。以NGWN(Ⅱ)型行星传动为研究对象,获得了采用低耗齿轮设计的重合度与系统效率的关系;建立动力学模型得到了低耗齿轮设计的重合度与动力学性能的关系,最后给出了采用低耗齿轮设计的重合度选择范围,为高效率、较优动力学性能的大速比行星传动设计提供理论指导。     

基于动态传动误差的齿廓修形直齿轮动态特性分析

建立了含齿廓修形的单级直齿轮传动系统的非线性动态分析模型,该模型包含直齿轮的时变啮合刚度、轮齿侧隙、静态传动误差和陀螺力等因素,并基于非线性振动理论,利用动力学方程数值解析方法求解了直齿轮传动系统的动态传动误差,对比分析了有无齿廓修形对齿轮传动系统动态传动误差的影响。同时构建了动态传动误差测量系统,进行动态传动误差测试。通过将理论计算结果和试验分析结果对比,得到结论:对直齿轮进行合适的齿廓修形可以减小系统的动态传动误差,改善齿轮传动系统的动态性能。     

行星齿轮传动系统的振动能量分析

基于2K-H直齿行星齿轮传动的平移-扭转耦合模型,建立了行星齿轮传动系统的振动能量公式,分析得出了行星轮系参数灵敏度与振动能量的关系;以包含4个行星轮的行星轮系为例,在内齿圈固定的工作情况下,对行星齿轮传动的振动动能与振动势能进行了计算。经分析得知,行星齿轮传动的振动能量主要以振动势能为主,从各构件振动能量随振动阶次的变化情况可得出行星齿轮传动参数对特征值的影响规律。     

多啮频激励下的多级齿轮传动分岔与冲击特性

以行星轮系+两级定轴多级齿轮传动系统为研究对象,建立含齿侧间隙、时变刚度、综合传递误差、阻尼、连接轴扭转刚度因素的多啮频激励扭转非线性动力学模型,用数值法对系统无量纲动力学方程求解,获得系统的分岔、齿面冲击、脱啮占空比、齿背接触比响应图。研究表明：系统各级传动分岔特性因多啮频激励不同步而不同步,啮频激励和连接轴扭转耦合影响各级传动的振动强度;随连接轴的扭转刚度减小其前级齿轮传动的动力特性对后级传动的影响减弱;行星轮系内外啮合结构不对称对齿面冲击、脱啮特性产生轻微影响;行星轮相位差对系统非线性动力特性无影响。     

钢/塑齿轮组合行星传动的振动特性

为了深入了解钢质行星齿轮传动系统引入塑料齿轮后的振动特性,建立钢/塑齿轮组合行星传动的动力学分析模型和试验模型,对SNS、SSS、SSN和NSS四种钢/塑齿轮组合行星传动的振动特性进行理论分析与试验研究,分析组合方式对行星传动振动特性的影响。数值仿真与试验研究结果表明:塑料齿轮的引入对行星齿轮传动的振动特性影响很大,显著地减小了太阳轮与行星轮和内齿圈与行星轮的啮合动载荷;有效地抑制了行星齿轮传动的齿轮啮合频带振动和高频带振动;组合方式对行星齿轮传动的振动特性影响显著,合理地采用钢/塑齿轮组合行星传动结构可以极大地降低啮合动载荷,从而有效地抑制传动系统的振动和噪声。     

履带车辆双排行星齿轮传动系统非线性动力学模型与方程

以履带车辆传动系统中的双排行星齿轮机构为研究对象,综合考虑行星齿轮中各齿轮副的时变啮合刚度、齿侧间隙及综合啮合误差等非线性因素,建立双排行星齿轮传动系的非线性动力学模型。根据履带车辆双排行星齿轮机构的工作原理,文中模型在第一行星排行星架固定和第二行星排内齿圈固定两种工况下分别将原系统简化为单排行星齿轮系统和单排行星轮系来处理,推导了两种工况下系统的运动微分方程,并对方程进行了量纲一化以方便后续的数值计算,最后对系统在某组参数下的动载、均载特性进行了仿真研究。     

新型齿轮副动态仿真

在精密机电齿轮传动系统中,为了解决齿侧间隙引起的传动误差问题,提出了一种利用滑块摆块消除齿侧间隙的机构,利用Pro/E三维设计软件,建立了新型齿轮副模型.通过软件仿真的实验表明:装有该自动消隙机构的新型齿轮副无干涉现象,用软件仿真运动情况,测出相应点的速度及加速度曲线.     

行星齿轮振动能量分布与传递规律的分析

基于2K-H直齿行星齿轮传动的平移-扭转耦合模型,建立了行星齿轮传动系统的振动能量公式,以包含4个行星轮的行星轮系为例,在内齿圈固定的情况下,对行星轮系的振动动能与振动势能进行计算。分析得出了行星齿轮传动系统的振动能量分布特点。在不考虑轮系摩擦和阻尼的情况下,得出了行星轮系同阶振动与异阶振动其振动能量的传递规律。     

啮合相位对人字齿行星齿轮传动系统均载的影响

基于集中参数法建立了人字齿行星齿轮传动系统平移-扭转耦合非线性动力学模型,模型中考虑了人字齿行星齿轮传动系统多重啮合间相位关系,提出了计入啮合相位的时变啮合刚度,综合考虑了各构件的支撑刚度、误差激励。研究了啮合相位对人字齿行星齿轮均载的影响,结果表明:理想啮合状态下,均布式人字齿行星齿轮系统中,啮合相位系数为0时,系统均载系数为1,同时抑制了系统平移振动;非均布式人字齿行星齿轮系统中,啮合相位系数为0时,系统均载系数为1,同时抑制了部分平移振动。无啮合相位差的人字齿行星齿轮系统均载系数较相位差不为0时小。微调行星齿轮的几何相位,不改变系统传动比及尺寸;调整行星齿轮齿数关系,虽系统的传动比及尺寸略有变化,但系统的均载系数更小,同时抑制系统了平移振动。在单级人字齿行星齿轮试验台上对不同啮合相位的行星齿轮系统进行了均载试验研究,验证了理论分析结果的有效性。     

大传动比微型活齿传动系统非线性共振研究

为了实现活齿传动在精密传动领域的应用,设计了一种大传动比微型活齿传动系统。基于行星齿轮传动的线弹性动力学理论建立了活齿传动系统的动力学模型,考虑啮合齿数变化引起的非线性效应,建立了活齿传动系统非线性动力学方程。运用谐波平衡法和正规摄动法推导出系统的非线性幅频关系及非线性共振响应方程。利用给出的任意两组活齿传动系统算例参数,分析了活齿传动系统幅频曲线随系统参数的变化规律,给出了系统在不同倍频下的共振响应。结果表明:阻尼系数ζ和啮合活齿数f对幅频曲线的影响最大,系统在ωe≈ω1和ωe≈1/2ω1时共振显著。因此,为了减小活齿传动系统振动及提高系统平稳性,应尽量减小活齿数量和波发生器偏心距。研究结果为活齿传动系统结构改进和传动效率的提高奠定理论基础。     

封闭行星齿轮传动系统的可靠性研究

通过对封闭行星齿轮传动系统进行运动学及力学分析，结合可靠性设计和Savage等提出的单级行星齿轮传动的可靠度模型，建立了以输入构件转速和转矩为变量的构件负载与寿命关系表达式；基于系统可靠度的乘积定律，建立了典型的封闭行星齿轮传动系统的可靠度模型；结合实例，研究了负载、有效齿宽、功率分配系数等因素对系统及其零件可靠性的影响。研究表明：系统的可靠度随着功率分配系数、负载的增大而减小，随着有效齿宽的减小而减小；合理地配置齿数可使传动系统获得较大的可靠度。     

考虑多间隙的航天机构传动关节振动特性分析

为了分析含间隙航天机构传动关节的振动特性,以行星齿轮传动系统为研究对象,提出考虑多间隙耦合的行星齿轮传动关节动力学建模方法。模型中考虑了轴承径向间隙、齿侧间隙以及时变啮合刚度等非线性因素。并通过数值仿真,研究转速、间隙大小以及负载对系统振动特性的影响规律。分析结果表明:由于多间隙的影响,导致系统间各部件的振动存在耦合关系。同时,转速和间隙大小的变化,都有可能引发谐振现象。惯性负载较大时,关节的回转精度和稳定性较好,但处于空载或轻载状态时,系统内部振动幅值增大。     

人字齿行星齿轮传动系统振动特性研究

通过对人字齿行星齿轮传动系统多重啮合间相位关系的分析,给出了考虑啮合相位的时变啮合刚度计算公式。考虑误差激励和时变啮合刚度激励,在行星架随动坐标系中建立了人字齿行星齿轮传动系统的平移-扭转耦合动力学模型。针对两组不同啮合相位的行星齿轮传动系统,采用傅里叶级数法求解其动力学模型,得到频域解和时域解,且分析啮合相位对人字齿行星齿轮系统振动特性的影响。