啮合误差对复合行星轮系动态均载特性的影响

以Ravigneaux式复合行星轮系为研究对象,基于集中参数理论,建立采用中心浮动构件的非线性动力学模型;通过计算传动系统的均载系数,获得各齿轮啮合误差与均载系数的关系曲线,进而分析安装误差和偏心误差对系统均载特性的影响。分析结果表明:行星轮的安装误差会导致行星轮出现持续的"偏载",而行星轮的偏心误差则会导致相应啮合副在运动过程中出现较大的冲击;如果合理布置行星轮的误差,使得其相对于系统的旋转中心呈辐射状对称,将能大大降低行星轮的误差对系统均载性能的影响。     

基于ADAMS的封闭差动行星轮系均载特性分析

封闭差动行星轮系的结构比较复杂,系统的均载特性对于提高行星轮系的质量及寿命非常重要.文中以人字齿封闭行星轮系为研究对象,建立了人字齿封闭差动行星轮系的ADAMS虚拟样机的模型,基于ADAMS分析了人字齿封闭差动行星轮系均载特性,并和集中质量法计算结果进行了对比分析.     

内外激励作用下的复合行星轮系均载特性分析

当前针对周转轮系均载问题的研究,侧重分析单个激励变化下的均载行为,缺乏调查内外激励共同变化时的均载机理,以致在众多影响轮系均载的激励因素中,难以找出决定均载行为的关键激励,从而高效提升轮系均载性能。为研究这一问题,提出并建立了均载性能的多因素分析模型,将复合行星轮系"平移-扭转"动力学模型与正交试验法相结合,计算不同激励配置下的动态均载系数;采用信噪比和方差分析法,量化和比较各激励对均载系数的影响权值,找出并优化决定均载的关键激励。计算结果表明,内部激励对均载性能的影响远大于外部激励,适当增加轴承间隙可以提升均载性能,减小中心构件的传递误差能最为高效地提升均载性能。     

内外花键间隙对行星轮系均载特性的影响分析

行星轮系的均载特性是其主要的性能指标之一.国内外多项研究指出,行星轮系中构件的浮动作用对于系统均载具有重要的影响.考虑太阳轮与输入轴的花键连接关系,模拟花键内外齿的摩擦和太阳轮的约束浮动,建立了输入轴花键对太阳轮的非线性支撑反力,以5行星轮传动系统为例,采用集中质量法计算了不同花键径向间隙下的系统均载系数,为行星轮系均...     

啮合误差及相位角对复合轮系均载特性的影响分析

以复合行星轮系为研究对象,建立了含时变啮合刚度、齿侧间隙和传递误差的复合行星传动系统平移-扭转耦合非线性动力学模型,并分析了安装误差和偏心误差及其相位角对系统均载特性的影响。结果表明,中心构件的安装误差和偏心误差对各行星轮产生均等的周期性影响;行星轮的安装误差会导致行星轮出现持续偏载,但是其偏心误差会使均载系数出现周期性变化;当行星轮的安装误差相位角朝同等方向以及分布在相啮合的行星轮对上时,均载系数较小;偏心误差分布在齿数相差较大的齿轮上时,系统均载性能较好;行星轮误差对称分布能有效降低误差对均载系数的影响。     

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。     

两级行星齿轮传动系统动态均载特性分析

为了研究两级行星轮系的动态均载特性,建立了两级行星轮系的平移扭转耦合动力学模型,综合考虑了时变啮合刚度、齿轮安装误差、偏心误差、齿侧间隙及级间耦合等非线性因素,推导了系统的无量纲化动力学方程。采用数值方法对方程组进行求解,对中心构件浮动形式、行星轮误差、级间耦合刚度等因素对系统动态均载特性的影响进行了分析,为两级行星轮系的动力学分析和动态均载特性的研究提供了参考,对两级行星齿轮传动系统的设计有一定的指导意义。     

误差对行星传动系统均载特性影响分析

建立了考虑时变啮合刚度和齿侧间隙的行星轮系非线性平移扭转耦合动力学模型,分析了误差及误差相位角分布在单个或多个构件上时系统的动态均载特性变化情况。结果表明,中心构件的安装和偏心误差以及行星轮的偏心误差使均载系数周期变化;行星轮的安装误差使啮合副出现持续的偏载,且其误差相位角沿切向分布时系统的不均载现象最严重;行星轮的误差对均载系数影响最大,应尽量避免误差分布在行星轮上;误差作用在相邻行星轮上时,均载性能比作用在不相邻的行星轮或单个行星轮上好;各行星轮的误差和相位角分别相等时,其对均载系数的影响可大大降低。     

串联型行星齿轮传动系统均载特性分析

依据串联型行星轮系统均载机理,综合考虑齿轮制造误差和安装误差、啮合刚度以及间隙浮动等因素的影响,建立了系统均载分析模型,通过计算得到了输入级与输出级的不均载系数。分析了不同齿轮精度对两级行星轮系统均载性能的影响,得出输入级对齿轮精度等级的反应比较敏感的结论,就啮合刚度及联轴器润滑条件对系统均载性能的影响做出了讨论。     

多构件浮动重载行星齿轮系统动态均载研究

针对构件浮动对重载行星轮系统行星轮载荷影响问题,以某大型风电行星齿轮系统为研究对象,建立多浮动体行星齿轮系统的有限元分析模型并进行分析。分析当行星架支撑刚度、行星轮误差变化及太阳轮浮动、行星架浮动、以及外载荷变化情况下的行星轮均载变化趋势。结果表明,当系统中采用太阳轮与行星架同时浮动时,系统均载性能最好,在系统误差一定的情况下减小浮动支承件刚度和增大输入载荷能提高行星齿轮系统均载性能,并在均载试验台上对多浮动行星齿轮系统在外载荷及行星架支撑刚度变化时的均载情况进行了试验验证。     

复合行星齿轮传动系统虚拟样机仿真研究

根据Ravigneaux式复合行星齿轮传动系统的典型结构,分析了系统的传动比与啮合频率。为获得Ravigneaux式复合行星齿轮传动系统轮齿接触力的变化规律,运用三维CAD软件SolidWorks建立了系统的三维实体模型,以ADAMS软件为平台建立了系统的虚拟样机模型。给出基于Hertz接触理论的齿轮啮合传动时轮齿接触力的计算方法,验证了系统传动比,对小太阳轮与短行星轮啮合的综合接触力、x方向接触力和y方向接触力的变化规律及其频谱特性进行仿真研究。仿真结果表明,接触力的幅值波动显著,具有明显的周期性。x方向接触力和y方向接触力具有相同的频谱特征,相位相差约90°。频谱中出现小太阳轮的旋转频率和系统啮合频率的1至7倍频率成分,存在明显的调制特性。通过对Ravigneaux式复合行星齿轮传动系统虚拟样机仿真的研究,为改善系统动力学特性以及实现系统的动态设计提供了指导依据。     

汽车自动变速行星齿轮系统的动力学仿真

采用键合图理论和方法，建立一种汽车自动变速行星齿轮系统的动态模型，并进行动力学仿真，仿真结果具有明显的规律性，从而为该系统的动力学研究提供一种正确的数值分析方法。     

Quantitative damage detection for planetary gear sets based on physical models

Planetary gear set is the critical component in helicopter transmission train,and an important problem in condition monitoring and health management of planetary gear set is quantitative damage detection.In order to resolve this problem,an approach based on physical models is presented to detect damage quantitatively in planetary gear set.A particular emphasis is put on a feature generation and selection method,which is used for sun gear tooth breakage damage detection quantitatively in planetary gear box of helicopter transmission system.In this feature generation procedure,the pure torsional dynamical models of 2K-H planetary gear set is established for healthy case and sun gear tooth-breakage case.Then,a feature based on the spectrum of simulation signals of the dynamical models is generated.Aiming at selecting the best feature suitable for quantitative damage detection,a two-sample Z-test procedure is used to analyze the performance of features on damage evolution tracing.A feature named SR,which had better performance in tracking damage,is proposed to detect damage in planetary gear set.Meanwhile,the sun gear tooth-chipped seeded experiments with different severity are designed to validate the method above,and then the test vibration signal is picked up and used for damage detection.With the results of several experiments for quantitative damage detection,the feasibility and the effect of this approach are verified.The proposed method can supply an effective tool for degradation state identification in condition monitoring and health management of helicopter transmission system.     

内齿行星轮传动的平衡

通过对内齿行星轮传动中的三环减速器的平衡分析，构造出了可达到动平衡要求的内齿行星轮传动的设计方案。     

塑料行星齿轮系统振动与噪声特性的研究

为了进一步了解塑料行星齿轮传动系统的传动特性,建立了塑料行星齿轮传动系统的物理模型和实验模型.对塑料行星齿轮传动在不同工况下的振动特性及噪声特性进行了研究.研究结果表明:塑料行星齿轮传动的振动主要分布在齿轮啮合基频带及各次倍频、谐频带和转子不平衡频带等;转速和负载的增大加剧了塑料行星齿轮在啮合基频处和谐频处的振动强度;负载的增加会抑制塑料行星齿轮在啮合2倍频处的振动强度;负载和转速的增加会明显的抑制转子不平衡的影响;噪声随着转速的增大而增大,负载的增大会抑制噪声的强度,噪声的峰值与各频带的共振峰值有着对应的关系.     

基于直廓内齿轮的行星轮系传动误差分析

直廓内齿轮代替渐开线内齿轮在加工精度、加工效率和加工成本上都有独特的优势,并且已在试验中得以证明.由于直廓内齿轮的行星轮系是多对齿轮副啮合,既有太阳轮与行星轮的渐开线齿轮副,又有行星轮与内齿轮的非渐开线齿轮副.因此,轮齿接触分析(Tooth Contact Analysis,TCA)中必然存在传动误差(Transmission Error,TE).文中通过建立系统中产生传动误差的齿轮副啮合模型,给出基于直廓内齿轮行星轮系传动误差的求解方法.最后,在多体动力学仿真软件Recurdyn中建立了行星轮系的刚柔耦合动力学模型,进行轮齿承载接触分析(Loaded Tooth Contact Analysis,LTCA).     

行星轮系的机架变换与传动比变化规律的研究

转换机架法是机构创新的重要方法,在轮系的创新设计中有重要应用前景.文中以最简单的轮系为创新基础,探讨机架变换后的新轮系与原轮系的传动比关系,得出重要结论:以轮系系杆为输出构件时的传动比与系杆固定时机构的传动比之和为1.然后对该结论进行证明,再通过典型的行星轮系、少齿差传动、平动齿轮传动和复杂的混合轮系的机架变换进行传动比的计算,验证了该结论的正确性.最后阐明了该结论在复杂行星轮系传动比计算中的重要作用.     

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。