双内啮合行星齿轮传动设计与试验研究

从传统行星齿轮传动技术的基础入手,对双内啮合行星齿轮传动进行了分析与研究。双内啮合行星齿轮传动具有结构紧凑,零件数少,功率密度高,安装条件简单,齿形配置自由,传动效率高等优点。基于相对速度法,研究分析了双内啮合齿轮传动各构件的转速关系。在匀速转动条件下,分析了双内啮合齿轮传动各构件受力情况和特点。根据双内啮合齿轮传动的特点,对行星轮的支撑结构进行了设计。基于转换机构法,对双内啮合行星齿轮传动的传动效率和基本啮合效率进行了分析。搭建双内啮合行星齿轮传动效率测试平台,测试了其传动效率在91%以上,验证了双内啮合行星齿轮传动基本啮合效率非常高。     

渐开线3K型行星齿轮传动效率分析

基于轮齿基本参数的渐开线3K型行星齿轮传动效率分析,运用行星齿轮传动效率的单元分析法,分析了行星齿轮传动的啮合效率和3K(Ⅲ)型行星齿轮传动效率的关系,从行星齿轮传动的啮合原理分析入手,得到行星齿轮传动啮合效率随变位系数、压力角和螺旋角的变化规律,进而得到轮齿参数和3K(Ⅲ)型行星齿轮传动效率的关系。通过MATLAB解析,得出在满足齿轮强度的条件下,为提高行星齿轮传动的啮合效率和3K型行星齿轮传动的传动效率,轮齿变位系数、压力角和螺旋角的选择依据。该研究为行星齿轮的传动设计提供参考。     

新型双内啮合行星齿轮传动性能分析

针对传统行星排特性参数较大、行星齿轮间载荷不均匀分布等问题,提出了一种新型双内啮合行星齿轮传动机构。介绍了该传动机构的技术优势,并对其结构组成与工作原理进行分析。基于转化机构法,建立了新型双内啮合行星齿轮传动机构基本元件间的运动学和力学模型,进一步分析了各元件的转速、转矩、功率等动态特性。最后基于啮合功率法,研究了新型双内啮合行星齿轮传动的效率特性。     

汽车差速器锥齿轮差速工况下的润滑特性研究

为了研究差速器锥齿轮摩擦和磨损机制,基于弹性流体动力润滑理论,建立直齿锥齿轮无限长时变弹性流体动力润滑模型,研究行星齿轮分别与左右半轴齿轮啮合时的润滑状况,计算差速工况行星齿轮时变效应下的油膜压力和油膜厚度;研究差速工况下左右半轴齿轮的润滑状况,分别比较左右半轴齿轮同行星齿轮啮合时的润滑特性;研究曲线行驶路段复杂变工况下行星齿轮的润滑状况。结果表明:差速工况下行星齿轮啮合周期内的膜厚变小,且行星齿轮与半轴齿轮的相对滑动加剧;行星齿轮同左右半轴齿轮啮合时的润滑特性不同,左转弯工况时,左半轴齿轮同行星齿轮啮合时的最大压力较大,右半轴齿轮同行星齿轮啮合时的最小油膜厚度较大;曲线行驶变工况下行星齿轮润滑特性也不同,左转弯工况向右转弯工况过渡时的压力减小,膜厚增大。     

带有圆锥齿轮的复合行星传动功率流与传动效率分析

对带有圆锥齿轮的复合行星传动进行运动分析,在此基础上采用虚功率理论分析该复合行星传动在不考虑啮合功率损失和考虑啮合功率损失时的功率流,在定义速比与转矩比的情况下,获得复合行星传动效率表达式,进一步研究速比、转矩比和啮合功率损失系数及几何参数比对复合行星传动效率的影响规律,并开展相关试验验证。理论分析表明：在复合行星传动啮合功率损失系数和几何参数比被确定的情况下,复合行星传动效率随着转矩比的增大而增大,但随着速比的增大呈先减小后增大趋势;在复合行星传动速比和转矩比及几何参数比被确定的情况下,各齿轮副的啮合功率损失系数对复合行星传动效率的影响存在差异;在复合行星传动速比和转矩比及各齿轮副的啮合功率损失系数被确定的情况下,复合行星传动效率随着几何参数比的增大而增大。传动效率试验表明：选用高精度等级的锥齿轮、增大复合行星传动机构的转矩比及其行星轮的节圆半径可提高复合行星传动机构的传动效率。     

非对称聚合物行星齿轮瞬态弹流润滑分析

为满足机械结构紧凑化、轻量化要求,在行星齿轮传动系统中可应用非对称聚合物齿轮。为研究非对称聚合物行星齿轮传动中内啮合轮齿的瞬态弹流润滑性能,建立非对称聚合物行星齿轮内啮合传动的润滑模型,采用多重网格法进行了数值求解与仿真分析;对比分析了行星齿轮内啮合与外啮合几何参数的异同,探讨了齿轮运行工况以及齿轮副材料对非对称聚合物行星齿轮瞬态弹流润滑的影响;考虑热效应的影响,探究了非对称聚合物行星齿轮内啮合最高温升与3个特殊瞬时啮合点的温度分布变化规律,对比分析了等温与热弹流润滑条件下不同齿轮材料的弹流润滑性能。结果表明,由于传动啮合方式的不同,行星齿轮内啮合的几何参数不同于外啮合,齿轮转速和载荷对弹流润滑效果影响显著;使用非对称聚合物齿轮可提高齿轮承载能力和改善齿轮的等温弹流润滑性能;但高温重载时聚合物齿轮材料影响轮齿强度和散热效果,非对称聚合物行星齿轮更适于在低温低速环境中应用。     

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。     

关于MG-650型采煤机二级行星齿轮的结构强度分析

针对采煤机二级行星齿轮在冲击载荷的作用下极易产生故障的问题,分析行星齿轮的受力状况.以MG710-WD型采煤机行星齿轮为研究对象,以ADAMS为动力学分析软件,利用ANSYS牵引部行星齿轮机构建立刚柔耦合动力学模型,通过动力学分析,得到了各级齿轮动态啮合特性以及两级行星架的动态应力云图,进一步分析得出,一级行星齿轮受到的啮合力更大,同时啮合的频率也更高,由此导致一级行星齿轮在实际工作中更容易产生破坏.     

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。     

渐开线齿轮传动齿面滑动摩擦耗散功率研究

基于齿轮系统的功能传递原理和摩擦耗散机理,分析了齿轮传动过程中单齿和双齿啮合的特性,求解了齿面滑动速度和齿面法向正压力分配系数,建立了齿轮系统瞬时啮合耗散功率计算的数学模型,并以某NGW型行星齿轮减速器为例计算了组成系统的各对齿轮传动的瞬时摩擦耗散功率和传动效率。结果表明:单齿啮合区齿面滑动摩擦耗散功率较小,双齿啮合区齿面滑动摩擦耗散功率较大;齿面滑动摩擦耗散功率和啮合传动效率具有周期性和时变性,并且具有很大的突变性;外啮合齿轮副齿面摩擦耗散功率大于内啮合齿轮副;各行星轮和中心轮的啮合状态之间的相位关系对瞬时摩擦耗散功率和传动效率影响很大,对行星轮系传动的平稳性有一定影响。     

用杠杆法计算行星齿轮机构的啮合效率

以5HP-24自动变速器行星齿轮机构传动为例,通过采用杠杆法计算行星轮系的啮合效率,杠杆法不但对求多排并联行星轮传动比比较简单,通过杠杆图建立转速图和受力图,可以方便判断各行星轮的啮合功率流向,是计算行星轮系传动啮合效率很有效的方法.     

行星传动系统振动信号数学模型及特征频率分析

在行星传动系统振动信号频谱中,存在类似于定轴齿轮传动系统故障信号的调制边带。为了研究行星齿轮传动系统的振动机理,深入研究行星齿轮啮合过程振动信号的传递特点,通过试验与仿真,分析验证了齿圈固定式行星齿轮箱振动信号受传递路径影响的变化规律,结合行星齿轮啮合过程中啮合力的周期性变化影响,推导了行星齿轮传动系统振动信号数学模型。通过仿真分析了两种不同结构类型行星齿轮传动系统振动信号的频谱特性,并分析了啮合频率周围调制边带产生的原因。最后进行了风电齿轮箱的现场测试,通过分析实测振动信号验证了所建立数学模型计算结果的正确性。     

3K型行星齿轮传动的啮合效率分析

用单元分析的方法对3K型行星轮系的传动比和啮合效率进行推导,并讨论影响3K型行星轮系啮合效率的因素,以作为3K型行星齿轮传动分析与设计的依据。     

基于虚拟样机的行星齿轮机构效率仿真分析

在三维软件中建立渐开线齿轮的三维实体模型,完成了2K-H型行星齿轮机构的装配体模型.并将其导入多体动力学分析软件中,添加约束.根据Hertz弹性碰撞理论,在齿轮之间施加接触力,实现了齿轮的啮合;然后分析了行星齿轮机构在不同工作模式下的机械效率,验证了理论效率公式的正确性.所采用的虚拟样机技术仿真行星齿轮机构效率的方法,为今后研究此类问题开辟了新的思路.     

3K型变齿厚行星齿轮传动装置的效率分析

针对齿轮传动中因齿轮齿面磨损,导致啮合间隙增大,影响装置传动效率的问题,提出了一种可补偿侧隙的3K型变齿厚行星齿轮传动装置。首先分析了该新型装置的啮合特性。运用单元分析法推导出各啮合效率与传动效率的关系。然后,基于啮合原理与积分中值定理,得到重合度、变位系数、啮合角和锥角等基本参数与啮合效率的关系,进而得出各啮合参数与整机传动效率的数学模型。最后,基于优化设计理论,以MATLAB为工具,在满足齿轮强度的条件下,以传动效率为设计目标,得出齿轮啮合参数的一组最优解。该研究对变齿厚齿轮传动装置的设计具有一定的指导作用。     

内齿行星齿轮传动效率分析

本文研究了内齿行星齿轮传动的啮合效率和转臂轴承的效率，得出的结论是：该传动的效率很高；效率随传动比的增大而减小；传动比大于一定值时，逆向传动将自锁。通过受力分析可知，内齿轮的数目不能少于三个，每块内齿轮上的啮合力是周期性变化的。     

行星齿轮传动系统的参数化设计与仿真

行星齿轮传动系统的参数化设计包含外齿轮、内齿轮两种不同的齿轮类型,虚拟装配模型包含多对内啮合和多对外啮合配合关系。为提高行星齿轮传动系统的设计质量和设计效率,使用Creo软件的参数化设计功能,建立外齿轮、内齿轮的参数化模型,进而完成行星齿轮传动系统的装配模型。最后通过对装配模型进行运动学仿真,验证设计的准确性和可靠性。     

基于改进能量法的行星齿轮时变啮合刚度求解

时变啮合刚度是研究行星齿轮故障机理的重要参数。在考虑基圆与齿根圆之间关系的情况下,以齿数为参量,建立了一个改进的悬臂梁模型。对行星齿轮的各对齿轮啮合的时变啮合刚度进行分情况讨论,在考虑轮体刚度的基础上,应用能量法求解更加准确的轮齿时变啮合刚度。在该方法的基础上,分别求解太阳轮、行星轮、内齿圈存在裂纹时各对轮齿啮合的时变啮合刚度,并分别探究裂纹深度和裂纹角度对时变啮合刚度的影响。该研究为掌握行星齿轮故障机理提供了理论帮助。     

两齿差外啮合双联行星齿轮传动的结构优化分析

基于对两齿差外啮合双联行星齿轮传动的特点及失效形式的分析与研究,针对现有结构形式,提出了一种新的两齿差外啮合双联行星齿轮传动结构和啮合参数优化方法,基本满足滑动系数相等的要求,能有效地提高相啮合齿轮间的啮合性能与寿命。     

计入行星架柔性的行星传动啮合特性分析及修形可靠性研究

以大功率风电齿轮箱中低速行星级传动为研究对象,通过建立计入行星架结构柔性的多体模型,对行星架进行静态分析求得其位移幅值和应力云图,并据此分析行星架柔性引起的传动件附加位移对行星级内外齿轮副啮合特性的影响。在此基础上,采用正交试验原理开展行星轮系的齿轮修形研究,以减轻因行星架柔性变形引起的啮合错位对齿轮啮合性能的负面效应。最后,针对提出的齿轮微观修形策略,运用可靠性理论研究因误差等随机因素引起的啮合错位量和齿轮微观修形参数的随机不确定性对传递误差波动量造成的影响。可靠性分析结果表明,啮合错位量和修形参数的随机不确定性对传递误差波动量的影响很小,表明所提的修形策略可用于指导行星齿轮的微观齿面修形。