重载工况下行星齿轮传动啮合偏载分析

为了深入研究重载行星齿轮传动多柔体变形下齿面载荷分布规律,提出一种计入结构柔性与齿轮副动态接触的行星齿轮传动耦合动力学建模方法。以某型兆瓦级风电齿轮箱行星轮系为研究对象,根据内齿圈、行星架结构及其边界特征,采用有限元缩聚理论建立内齿圈轮齿、行星架耦合点与弹性支撑之间的关联关系,利用齿轮副动态承载接触作为界面协调条件将各构件进行耦合,建立行星齿轮传动耦合动力学模型,分析了啮合偏载现象以及结构参数对啮合特性的影响。研究结果表明,作用在行星轮上的合弯矩以及行星架销轴非对称结构变形是造成啮合偏载的主要原因,系统共振会加剧啮合偏载程度;在共振区附近,齿轮动态啮合刚度与静态啮合刚度存在较大差异;增加销轴刚性、增大螺旋角可以改善啮合偏载程度,减小共振区系统振动,但在低转速区不利于系统减振,而增大行星架连接板刚性可以保持低转速区系统振动状态,同时减小共振区系统振动。     

计入齿圈柔性的风电机组行星传动动力学研究

以风力发电机行星传动系统为研究对象,为揭示齿圈柔性对其动态性能的影响,将齿圈离散为多段刚性轮齿段,对每两轮齿段用理论长度为零的双向扭转弹簧连接。在行星架随动坐标系下,综合考虑了支撑刚度、齿轮啮合时变刚度和齿圈柔性,建立了风力发电机行星传动系统刚—柔耦合动力学模型。分析了各构件间的相对运动微位移及齿圈的受力情况,运用牛顿力学推出动力学方程;基于所建模型,得出了齿圈厚度的变化对其各节径固有频率的影响;发现了行星轮两种特殊啮合位置下齿圈的变形特点及所对应连接扭簧的扭转力矩和扭转变形角度间的关系。该结果可为风力发电机行星齿轮传动的设计提供理论依据。     

考虑结构柔性的行星轮系齿轮啮合特性分析与优化

以某AT变速器行星轮系为研究对象,利用有限元法分析了行星架、齿圈和壳体的动态特性.并结合模态实验,验证了壳体有限元模型的准确性.建立了AT行星轮系动力学分析模型并进行了接触斑点实验,通过仿真与实验接触斑点结果对比分析得出,小太阳轮-短行星轮、长行星轮-齿圈齿轮副的啮合斑点基本一致且存在明显的偏载现象.通过导入柔性行星架...     

渐开线少齿差行星齿轮减速器动态接触仿真分析

首先通过SolidWorks建立了渐开线五齿差行星齿轮减速器的三维模型,运用ABAQUS有限元软件对齿轮副进行了在额定工况下的动态接触仿真分析,得到轮齿从进入啮合到退出啮合全过程的动态啮合效果,得到了啮合时轮齿的接触应力和von-mises等效应力;仿真分析了渐开线少齿差行星减速器在不同载荷下的重合度,并得出了其单齿啮合刚度曲线,根据线性叠加原理,得出了渐开线少齿差行星减速器在额定载荷作用下的时变啮合刚度曲线。     

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。     

封闭行星齿轮传动系统的动态特性研究

建立了封闭行星齿轮传动系统的动力学计算模型，模型中考虑了行星轮和星轮的啮合相位，行星架的弹性变形，轮系的弹性耦合和负载惯性。用数值解法获得了系统在时变啮合刚度、偏心误差和齿频综合误差激励下的动态响应和动载荷系数的频域历程。分析了在星型轮系和行星轮系动力耦合情况下，齿轮系统的动态特性以及行星轮和星轮的载荷分配均匀性。对比了中心轮在不同的输入转速下的浮动轨迹，得出了对封闭行星齿轮传动设计有意义的结论。     

计入齿圈柔性的直齿行星传动动力学建模

为揭示齿圈柔性对传动系统动态性能的影响,在系杆随动坐标系下建立计入齿圈柔性的直齿行星传动精细化动力学模型,建模中计入时变啮合刚度、支承刚度、陀螺效应和齿圈柔性等诸多影响因素。采用有限段单元的离散化建模方法,将连续体的柔性齿圈离散成由等效虚拟弹簧连接的刚性齿圈段,并推导齿圈段与行星轮的啮合判据。通过分析各构件间的相对位移关系及其受力,最终建立系统的运动微分方程。以三行星轮的NGW型直齿行星传动为例对其进行固有特性分析,得出系统的低阶固有频率分布及相应的振动模式,并进一步分析齿圈柔性和安装方式对系统固有特性的影响。研究结果表明,直齿行星传动的振型可归结为中心构件(太阳轮、系杆)扭转振动和中心构件平移振动两种模式,两种模式下齿圈和行星轮均做复杂平面振动;齿圈的柔性会降低系统的低阶固有频率,且其影响程度与齿圈安装方式有关,齿圈完全固定时其影响最小,径向浮动或周向转动时影响较明显。     

复式行星齿轮传动装置的自由振动特性(一)

本文为研究其自由振动特性而推荐了一个复式行星齿轮传动(CPGT)的平面模型.该CPGT的各个元件(太阳轮、行星架、齿圈1、齿圈2和一些行星齿轮)有二个移动和一个转动.啮合中轮齿间接触所谓齿轮啮合刚度模拟为线性弹性,考虑这些刚度之间的相位,采用Lagrarge公式,导出运动方程式.从系统的固有值问题起步,研究行星齿轮的数目和位置的影响,以及陀螺现象对CPGT自由振动的影响.典型的固有模式有三:其一为移动(行星架,齿圈1和太阳轮具有无转动的纯典型的移动偏移),其二为转动(行星架、齿圈1和太阳轮具有无移动的典型的纯偏转),其三为行星齿轮模式(仅行星齿轮具有的一个典型的变形).可以发现行星齿轮角度位置的改变不影响这种分类.另一方面,行星架转动速度的影响的研究表示陀螺影响区别于反复移动为一个不同点.获得了许多重要的结果,以便在设计过程避免导致不希望的振动危险工作状况.     

行星架支撑方式对人字齿行星传动系统动态载荷的影响

为研究人字齿行星齿轮传动系统在不同类型行星架支撑下的接触性能,以有限元法为基础建立兆瓦级人字齿行星传动系统的动力学,分析不同行星架不同支撑方式对系统轮齿齿面啮合性能,传递误差的影响。结果表明:行星架双支撑方式提高人字齿行星传动系统的支撑刚度,动态特性,动态均载特性,降低冲击载荷。研究结果可为兆瓦级人字齿行星传动系统的研究提供一定支撑。     

考虑行星架柔性时行星轮传动系统均载特性分析

介绍了SIMPACK中柔性体文件生成流程以及齿轮切片处理原理及相关用途;以某7MW风电齿轮箱为例,在SIMPACK软件中建立其一级行星轮系多体动力学模型;建模过程中将行星架考虑为柔性体,并对齿轮作切片处理,分析行星轮系统在额定输入功率、额定转速工况下行星架变形,以及由于行星架变形造成的齿轮不均载特性。研究发现,当使用精确的行星架三维模型,并考虑行星架柔性时,受齿轮啮合力变化以及齿轮变形的影响,不同行星轮销轴两端行星架变形量不同,总体上输入端扭转变形量大于输出端;并对比行星架变形和齿轮均载系数,发现行星架扭转变形主要影响齿轮齿向不均载系数,对齿间载荷分布影响很小。研究结果可为行星架结构优化设计提供依据。     

汽车手动变速箱的齿轮敲击模拟和分析

本文阐述了汽车手动变速箱的扭振模型和分析，该模型是为齿轮敲击的分析和预测而开发的，它尽可能包容了动力传动系的许多部件去研究所有速度工况的敲击响应，模型包括的元件有发动机，离合器，飞轮，承载和非承载齿轮以及传动轴，适用于MATLAB的数值方法来解动力分析采用的差分方程，所得结果显示了模型和分析图解的有效性。已经开发了 一个软件包可用于观察和分析任何动力传动系模型，本文介绍了采用该软件包分析Daimler-Chrysler T 350变速箱和其结果，它表明了齿轮敲击可能出现双侧，单侧和不规则碰撞三种主要的形式。敲击系数可用来比较不同齿轮副产生敲击的大小、它对于为最好地降低敲击声协调离合器的是十分有益的。     

大功率船用齿轮箱的开发设计

设计了船用齿轮箱GWC70．76和GWC78．88,分析了该船用大功率齿轮箱三块设计要点和关键技术：宽斜齿技术、离合器技术和轴承技术,介绍了齿轮箱的台架试验。     

非圆齿轮机构的应用和椭圆齿轮机构的运动学设计

本文对非圆齿轮机构的应用作了简述，而就其中应用最多的椭圆齿轮的运动学参数进行公式推导和分析。它对实际应用具有一定的指导意义。     

Mathematical model and undercutting of cylindrical gears with curvilinear shaped teeth

A rack cutter with a curved-tooth is considered the generating tool for the generation of the proposed gear, and a mathematical model of cylindrical gears with curvilinear shaped teeth is developed according to the gearing theory. The developed computer program can develop profiles of the curvilinear-tooth gear with point contacts. The developed gear tooth mathematical model is used to investigate the tooth undercutting of curvilinear-tooth gears via differential geometry and the numerical method.     

机械传动系统保障性设计研究

通过对保障性发展过程的研究,提出了影响机械传动系统保障性的主要因素,建立了机械传动系统保障性设计模型并给出了相应的分析方法.通过对齿轮传动系统的分析,提出了齿轮传动系统保障性定量、定性要求.结合齿轮传动系统设计过程,制订了相应的保障性设计流程及各设计阶段的保障性工作.     

运转中啮合轮齿的三维应力应变数值分析及实验研究

把轮齿啮合接触分析、三维弹性接触有限元分析、有限元前后处理技术及计算机图形显示等最新数值方法结合起来,采用降低内存要求、减少CPU时间的改进方法,编写出自动化、模块化、通用化的齿轮传动三维接触数值分析软件,并成功地应用于斜齿轮和准双曲面齿轮,求得了许多用解析法和实验方法所无法求得的结果,这些分析结果已为密栅云纹试验、啮合轮齿的三维光弹性试验结果所证实。     

带式啮合介质齿轮传动动力学性能分析

针对带式啮合介质齿轮传动中存在的动力学性能问题,首先建立了考虑齿轮啮合刚度、误差激励、介质带阻尼等参数的带式啮合介质齿轮传动系统简化振动模型,然后利用Solidworks软件对带式啮合介质齿轮传动系统进行了实体建模,最后导入ANSYS有限元分析软件对该模型进行了动力学性能分析仿真。研究结果表明：介质带的存在没有改变齿轮传动过程中的应力变化规律;带式啮合介质齿轮传动相比普通渐开线齿轮传动,其振动幅度减小,振动周期增大,介质带的存在改变了传动系统啮合刚度和啮合阻尼,起到了减振降噪的作用。     

基于Pro/E的非对称渐开线斜齿圆柱齿轮参数化设计及应力分析

非对称渐开线斜齿圆柱齿轮作为一种新型的齿轮,目前对其还没有展开详细的研究。从齿轮范成法加工角度出发,根据齿条型刀具上各曲线部分参数,推导求得非对称渐开线斜齿圆柱齿轮端面主动侧、从动侧的渐开线、齿根过渡曲线方程。以轮齿端面曲线方程为基础,结合三维造型软件Pro/E,建立出非对称渐开线斜齿圆柱齿轮的三维模型。由于建立后的齿轮模型已经参数化,通过更改基本参数,可以快速生成需求的齿轮。同时,以建立的模型为基础,结合有限元分析软件,对对称与非对称渐开线斜齿圆柱齿轮两个特殊啮合位置的轮齿齿根弯曲强度进行了分析、比较。     

VBA编程实现渐开线圆柱直齿轮的精确实体建模

在解析法准确计算渐开线圆柱直齿轮齿廓上关键点的基础上，利用AutoCAD2000内嵌的VBA语言通过编程实现标准圆柱直齿轮齿廓的曲线描述，再由相关的实体命令操作完成齿轮的实体建模。