输出轴支承轴承刚度对三环减速机动态性能的影响分析

文中基于已有的动力学模型，以SHQ4O偏置式三环减速机为例，分析了输出轴支承轴承刚度对系统性能的影响，进而提出了改善三环传动动态性能的可能途径。     

三环减速机的弹性动力学建模

综合考虑了三环减速机的输入轴和支承轴的弹性、行星轴承的弹性、输出轴轴承的弹性、齿轮啮合弹性以及输入轴和支承轴偏心套的偏心误差和分度误差 ,建立了三环减速机的弹性动力学方程。分析了三环减速机的固有频率。为系统地分析三环减速机的动力学行为奠定了理论基础     

齿轮综合啮合刚度对三环减速机动态性能的影响分析

基于已有的动力学模型,以SHQ40偏置式三环减速机为实例,分析了齿轮综合啮合刚度对系统性能的影响.根据分析,提出针对齿轮综合啮合刚度而言改善三环传动动态性能的可能途径.     

行星轴承刚度对三环减速机动态响应的影响分析

基于已有的动力学模型,以SHQ40偏置式三环减速机为实例,对行星轴承刚度对系统性能的影响进行了分析.根据分析,提出通过增大系统的行星轴承刚度来改善三环传动动态性能的可能途径.     

三环减速机的弹性动力学分析

综合考虑了三环减速机输入轴和支撑轴的弹性、行星轴承的弹性、输出轴轴承的弹性、齿轮啮合弹性以及输人轴和支撑轴偏心套的偏心误差和分度误差,建立了三环减速机的弹性动力学方程。分析了三相齿轮的动态啮合力,揭示了三环减速机中存在的超谐共振现象。试图为系统地分析三环减速机的动力学行为,改善其动态特性建立坚实的理论分析方法     

考虑行星销柔性的轮毂减速器均载性能研究

以分布式电驱动轮毂减速器为对象,应用有限元法求解行星轮轴承支承刚度和柔性销轴支承刚度。将行星轮轴承刚度与柔性销轴支承刚度引入集中参数动力学模型,建立综合考虑行星销轴柔性、时变啮合刚度、时变啮合阻尼、综合误差的动力学模型,探究了均载系数与综合误差、销轴柔度的关系。通过比较两种行星销轴支承结构下行星传动系统的均载系数,表明所提出的柔性销轴结构能够提升系统均载性能。研究结果为行星齿轮减速器均载性能提升及结构优化提供了理论依据。     

三环减速器热弹耦合动力学特性研究

针对三环减速器存在的发热严重、振动大、噪声高等问题,建立了齿轮-轴-轴承-箱体系统热弹耦合有限元模型,得出三环减速器整机的温度场,结果表明,输入轴行星轴承是主要的发热源。在此基础上,将热单元转换为结构单元,加载模型的节点温度,得出整机固有频率和振型。并施加齿轮内部动态激励,进行整机动态响应的数值仿真,结果表明,考虑热弹耦合后,固有频率有所降低,箱体表面的振动位移和加速度有所增大。为三环减速器的参数优化以及散热系统的合理设计提供一定的理论依据。     

基于动态啮合刚度的变速箱动态响应特性研究

针对汽车变速箱日益提高的NVH(噪声、振动、声振粗糙度)性能要求问题,探究了变速箱内部激励下的动态响应特性。以齿轮副传递误差作为输入条件,在齿轮副受力分析基础上采用动柔度法求解动态啮合刚度,结合传递误差和动态啮合刚度输出齿轮副动态啮合力,利用主坐标变换对齿轮传动系统动力学方程进行解耦,求解轴承处动态响应。分析了某款变速箱输出级以动态啮合刚度计算下的轴承处动态响应,并与振动响应测试结果进行对比。结果表明,以动态啮合刚度计算的轴承处动态响应结果与试验测量结果整体误差控制在3μm以内,两者一致性较好。验证了以动态啮合刚度分析变速箱动态响应的可靠性,为变速箱的设计提供了理论依据。     

K—H型三环减速器的多目标优化设计

分析了三环式少齿差行星减速器的传动特点,针对该型动设计参数较多,计算复杂、内齿轮副易发生各种干涉现象使设计参数难以选择等问题,考虑了干涉、内外齿轮的弯曲强度、转臂轴承寿命等１１种种约束条件,提出以内齿轮齿宽、输出轴外齿轮变位系数、啮合角、模娄笔齿顶高系数为设计变量,以体积最小、效率最高为目标函数的优化设计方法,研制出了三环减速器的运动分析、强度计算、参数设计的一体化设计软件包。     

斜齿轮副动态特性对支承结构参数的灵敏度

针对斜齿轮副动特性的灵敏度问题 ,考虑轴和轴承的柔性以及由于轮齿啮合而产生的横向运动、扭转运动、轴向运动与旋转 (摆动 )运动间的动态耦合的影响 ,建立了斜齿轮传动系统的动力学模型 ,推导了固有频率及动态啮合挠度相对于斜齿轮副支承结构参数的灵敏度计算公式 ,并给出了实例。这一方法可用于斜齿轮传动系统的动态优化设计及改进设计     

三环齿轮传动的非线性动力学模型

振动大、噪声高是三环齿轮传动存在的突出问题,线性的振动模型无法完全解释其动力学行为。在考虑输入轴和支承轴的弹性、齿轮啮合综合误差、时变啮合刚度以及齿侧间隙的情况下,建立了三环齿轮传动的弯扭耦合非线性动力学模型。采用适当的坐标变换,将线性恢复力和非线性恢复力共存的动力学方程组转化为统一的矩阵形式,并对方程进行量纲一化处理,为进一步研究三环齿轮传动的非线性动力学行为打下基础。     

基于啮合刚度的传动链转角误差研究

以国内某新型曲轴加工机床为研究对象,研究齿轮啮合刚度对传动链转角传递误差的影响。传动链由直齿轮系统和行星差速器系统组成,分别建立了齿轮啮合刚度动力学模型,得到了传动链的总模型。结合相关的设计数据对传动链动力学模型的转角传递函数进行了求解,并对传递函数进行响应性分析,得出了转角误差的变化规律:在啮合刚度影响下的转角传递误差是一个恒定值。     

结构参数对三轴式内齿行星齿轮减速器动力学响应的影响

在建立弹性动力学模型的基础上,分析了轴承刚度,几何尺寸,啮合角,齿轮平均啮合刚度,内齿板质量等结构参数对具有三相内齿结构的三轴式内齿行星齿轮减速器的动力学特性的影响。研究发现:通过减小输出轴轴承的刚度、降低内齿板的质量可改善三轴式内齿行星齿轮减速器的动力学性能。     

含误差的直齿轮的齿廓修形

依据齿轮传动载荷与轮齿变形的关系,推导出定载荷条件下,修形直齿轮静态传动误差与齿对综合修形参数的关系表达式。提出含制造误差修形齿轮修形参数的确定原则:理论设计修形齿轮的最大综合修形量应能消除含误差齿廓轮齿在啮入和啮出位置产生的几何干涉,理论设计修形齿轮的静态传动误差应保持最小的变化。给出了合制造误差修形直齿轮修形参数的计算公式,阐述了相应的确定方法。系统动态响应计算表明该方法所获得的修形齿轮具有良好的减振效果。     

基于齿背接触刚度的高速斜齿轮瞬态振动特性

为了分析基于齿背接触刚度的高速斜齿轮瞬态振动放大特性,针对高转速瞬态工况下斜齿轮齿面啮合-脱啮-齿背接触的齿面实际承载接触状态,建立了同时考虑啮合时间与齿面振动位移耦合机理的斜齿轮动态啮合刚度。在细化考虑齿背啮合机理、基于齿背实际啮合刚度的模型基础上,进一步建立斜齿轮啮合型瞬态振动模型,并在此基础上展开不同齿侧间隙以及齿背接触对系统瞬态振动特性影响分析研究。搭建封闭功率流式斜齿轮瞬态扭转振动测试试验台,对基于齿背接触刚度的斜齿轮瞬态振动特性进行了验证。该研究具有较好的理论研究意义,有利于斜齿轮传动系统在航空传动、新能源传动系统上的应用推广,进一步提升高转速齿轮系统的瞬态振动噪声品质。     

空间轴交角人字行星齿轮系统动态特性研究

空间轴交角直接影响人字行星齿轮齿面的啮合位置和动态特性,通过将空间轴交角分解到轴平面(两齿轮轴线组成的平面)和垂直平面(通过轴线且与轴平面垂直的平面),推导两个平面中轴交角造成的齿面沿啮合线的等效位移,进而分析出轴交角对齿轮啮合刚度的影响。以输入侧为原点,输出侧齿面相互远离时轴交角为正,考虑人字行星齿轮左右扭转柔性的三段式建模,构建出一种新型空间轴交角人字行星齿轮系统动力学模型,并分析行星齿轮轴交角对齿轮动态特性的影响。结果表明：垂直平面轴交角对啮合刚度和动态啮合力的影响大于轴平面轴交角;空间轴交角增大时,内外啮合刚度均明显减小,且内啮合变化程度大于外啮合齿;动态啮合力会随空间轴交角正向增加而在输入侧增大,输出侧减小,负向增加时则相反。研究结果为人字行星齿轮系统的动态性能设计与控制提供理论基础和技术支撑。     

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。     

Transient meshing performance of gears with different modification coefficients and helical angles using explicit dynamic FEA

The gearbox, as the main part of power transmission of many mechanical systems, plays a critical role for the performance of the system. The transient meshing performance of the gears is dependent on their structural parameters like modification coefficient and helical angle among others. In this paper, the effects of modification coefficients and helical angles on the transient meshing performance of the gears are investigated using the method of explicit dynamic finite element analysis (FEA) in an energy point of view. The relationships between the transient meshing performance and modification coefficient or helical angle of gears are obtained by explicit dynamic simulation. The simulation results demonstrate that explicit dynamic FEA can be used for choosing these structural parameters in the design and manufacture of gears to enhance their transient meshing performance.