锥齿行星齿轮传动模态特性分析

根据相对质心的动量矩定理,建立了锥齿行星齿轮传动的多维动力学模型,采用归纳方法研究了模态特性.结果表明:该传动系统的模态可归结为4种典型振动模式,即:轴向平移—扭转、径向平移—扭摆、行星轮及轴向平移振动模式.在轴向平移-扭转振动模式下,中心构件呈现沿轴线方向的平移振动及绕该轴的扭转振动;在径向平移—扭摆振动模式下,中心构件呈现沿径向的平移振动及绕该方向的扭摆振动;在行星轮振动模式下,中心构件均不振动,仅行星轮在振动;在轴向平移振动模式下,中心构件仅呈现沿轴线方向的平移振动,其他方向不存在振动.与上述4种典型振动模式对应的固有频率的重数分别为1,2,N-3及N-2.该研究为锥齿行星传动的动态特性优化奠定了理论基础.     

相位调谐对行星齿轮系统辐射噪声影响的研究

考虑齿轮啮合相位因素得到相位调谐前后各传动齿轮齿数配比,应用集中质量法建立行星齿轮传动系统的动力学模型,计算齿轮箱轴承支撑动载荷。建立单级行星齿轮传动系统齿轮箱的三维几何模型,将动载荷作为激励施加于齿轮箱轴承支撑处,通过有限元法计算得齿轮箱的模态频率和振动响应。在Virtual.lab中建立齿轮箱的边界元模型并导入齿轮箱振动位移响应作为边界条件,应用直接边界元法计算得到相位调谐前后齿轮箱辐射噪声。对比试验结果表明,相位调谐方法可有效地降低噪声,证明相位调谐方法降噪的可行性。     

少齿差行星齿轮的传动特点及研究现状

在国际社会上齿轮传动的研究一定程度上代表了国家机械技能发展的水平,本文通过介绍少齿差行星传动的优势和传动原理,进一步阐述了国内外在少齿差齿轮传动方面的研究及各阶段传动的特点。     

行星齿轮传动动力学研究进展

围绕行星齿轮传动系统振动和动载荷问题,本文从分析模型、固有特性预测分析、动态响应计算方法与特性、振动抑制和实验研究五个方面综述了近20年来动力学的研究进展,重点阐述了一些可用于指导行星传动动态设计的结论。最后就现有研究中存在的主要问题及研究方向提出了建议。     

行星齿轮传动及其国内外水平

齿轮和减速器是各种机械传动装置的重要基础件,其精度和承载能力的优劣直接影响着主机的性能。因此,一个国家的齿轮工业的先进与否,是这个国家机械工业水平高低的重要标志之一。当前,齿轮传动技术发展很快,其主要内容包括采用硬齿面和行星减速器,以及开发新型传动。其中行星传动是将定轴线改为动轴线传动,采用功率分流(由若干个行星齿轮分担载荷),合理地应用内啮合机构及合理的变位等,从而使传动机构具有重量轻、体识小、传动比大、传动效率高以及承载能力较大等优点。     

行星齿轮传动的均载装置

一、概述行星齿轮传动与普通定轴传动相比,具有重量轻、体积小、效率高、传动比大和承载能力强的优点。两种传动装置相比,据有关资料统计,2K—H(NGW)型行星减速器的重量仅为后者的25～55%,体积也约为15～60%。国外行星减速器的承载能力仍在不断地提高,     

基于最小动态传动误差波动量的斜齿行星轮系齿轮修形研究

为抑制系统的振动和噪声,以动态传动误差波动量为指标,研究了斜齿行星轮系的齿轮修形策略。采用集中参数法建立了斜齿行星轮系的弯—扭—轴—摆耦合动力学模型,进而运用Runge-Katta法求解了各齿轮副的动态传动误差;借助Romax软件,数值仿真了轮系中各齿面的接触载荷;齿轮未修形时,轮系中各啮合副的动态传动误差波动量大、齿面载荷分布不均、存在明显的啮入啮出冲击;因此,针对该斜齿行星轮系制定了齿向鼓形、齿廓渐开线的修形策略;基于齿轮啮合原理,推导了修形函数在啮合线上的分量,并将其计入行星轮系的动力学模型,再通过数值计算,获得计入齿轮修形效应的各啮合副动态传动误差;运用响应面法拟合出齿轮修形量与啮合副动态传动误差波动量之间含交叉项的二次多项式函数,取其最小值对应的设计变量值为内、外啮合副独立修形时的最佳修形量;在此基础上,以内、外啮合副独立修形时的最佳修形量为设计变量均值,进一步拟合出斜齿行星轮系综合修形的响应面函数,并通过求解函数最小值获得轮系最佳修形量组合;最后,比较了修形前、后斜齿行星轮系的动态特性。结果表明:所提的修形方法能有效改善齿面受载状况,使各齿轮副的动态传动误差波动量降低到4μm以内。     

非匀速销齿轮传动齿廓的研究

主要介绍基于Solid Edge三维设计软件、matlab数学计算软件或VB编程软件平台的非匀速销齿轮齿廓研究。利用外摆线坐标方程在MicrosoftExcel电子表格中创建齿轮轮廓,在Solid Edge中造型,并通过运动仿真验证齿轮轮廓的正确性。     

直齿圆锥齿轮节锥角测量方法的研究

直齿圆锥齿轮节圆锥角的实际角度值,一直是锥齿轮测量中的一个难点.本文介绍一种自制专用的辅助检验棒,配合万能工具显微镜,可快速的测量出锥齿轮节圆锥的实际角度值.     

辊间长齿齿轮传动的优化设计

讨论了一种用于辊间传动的非标准、长齿渐开线齿轮参数的优化设计数学模型,并对８００ ｍｍ磨粉机用齿轮传动进行了优化计算．结果表明,采用优化方法所设计的一对齿轮传动,可以代替三对标准齿轮传动．     

行星齿轮传动系的周期运动及其稳定性

本文主要研究了间隙行星齿轮非线性传动系的周期运动及其稳定性。针对PNF方法在求解非线性动力系统时存在的两点缺陷,即研究对象必须光滑和迭代初始点要求距离周期解足够近,提出了改进措施使之能够适应本文所研究的间隙行星齿轮传动系统的周期轨道的求解以及判稳。改进后的PNF方法对算例的计算结果和直接数值积分结果的吻合证明了改进措施的有效性。采用改进后的PNF方法研究了行星齿轮系统在一组给定参数下共存的周期运动,并判断了各共存周期运动的稳定性;通过延续判断不同转速下系统周期解的稳定性,研究了行星齿轮传动系统的运动状态随无量纲转速的分岔特性。结果发现,行星齿轮非线性传动系统在某些参数组合下可以共存几个稳定或者是不稳定的周期解;转速的变化可以使行星齿轮系统通过倍周期分岔的形式最终通往混沌。     

斜齿行星传动多体动力学建模与分析

建立了斜齿行星传动的多体动力学模型,对其进行了动态特性仿真,获知了该类系统的自由振动特性、稳态动力响应以及部分设计参数对系统动态特性的影响规律。根据系统特征值的重根数、中心构件的振型坐标及各行星轮间振型坐标的比例,将斜齿行星轮系的自由振动归结为3类典型振动模式,即：轴向平移—扭转振动模式、径向平移—扭摆振动模式和行星轮振动模式,并进一步给出了各类模式的特点。当不考虑构件自身柔性时,基于多体动力学模型的自由振动特性与前人的集中参数模型的仿真结果完全一致,表明了本文所建模型的正确性。斜齿行星轮系的稳态动力学响应表明,内、外啮合力在一个啮合周期内围绕静态均值作较大幅度的波动,而啮频激励是引起该类系统振动的主要原因。参数影响分析表明,构件支承刚度和行星轮周向安装误差对系统动态特性的影响明显,浮动太阳轮、严控行星轮周向安装误差可有效抑制系统的振动。     

论二齿差变位内齿轮行星减速机构

二齿差变位内齿轮行星减速机构是我参加研制的一项实用新型专利。行星齿轮传动机构和少齿差行星减速机构被广泛应用于各领域,虽然传统的行星齿轮减速机构有很多优点,但仍然存在单级减速比较小的缺点,而少齿差行星减速机构单级减速比虽然大一些,但传动平稳性差,传动精度低,在需要大减速比的情况下,需要经过多级减速才能达到目的,这样会造成结构复杂,体积增大,制造成本增加,同时多级传动也降低了传动效率和传动精度。二齿差变位内齿轮行星减速机构采用对称双行星齿轮,既能平衡惯性力,又能提高机构的承载能力,具有结构简单,单级减速比大,制作成本低、传动平稳、传动精度高和传动效率高等优点。     

基于低耗齿轮的大速比行星齿轮传动固有特性及振动分析

设计并采用低耗齿轮提高了大速比行星齿轮传动的效率。运用集中参数法建立了采用低耗齿轮的大速比行星齿轮传动的多自由度纯扭转动力学模型,通过对特征值问题的求解得到系统的各阶固有频率与振型矢量,归纳了大速比行星齿轮传动的固有特性;通过研究系统的共振转速与固有频率的关系,验证了纯扭转模型的准确性。在此基础上研究了低耗齿轮对该传动系统动力学特性的影响,结果表明,当低耗齿轮副的重合度设计在一定的范围时,传动系统的效率较高且振动较小。     

波动转矩下渐开线直齿轮传动齿廓修形研究

分析了齿轮转速波动和齿面、齿背啮合相位差对啮合点的影响,结合单、双齿啮合和修形边界条件并采用解析法计算啮合刚度,建立了与齿轮实际运动状态和啮合状态相关的非线性啮合刚度模型,该模型可与齿轮非线性动力学方程实时反馈,更加准确地描述齿轮传动过程中的啮合刚度。建立了考虑间隙、非线性啮合刚度的2自由度单级齿轮传动非线性动力学模型,在波动转矩的作用下,对比研究齿廓修形参数对齿轮动态特性的影响。研究结果表明:修形量对齿轮动态特性影响显著,存在最优修形量使动载系数达到最小;当修形量超过某临界值齿轮产生单边或双边冲击现象,齿轮动载荷明显增加;外载荷一定,增加修形长度可降低动载系数最小值;波动转矩作用下,齿轮的最大修形量为最小转矩作用下单齿啮合最高点的变形量。     

新型少齿差行星齿轮装置振动特性分析与实验研究

对某少齿差行星齿轮装置进行结构改进设计,运用动力接触有限元法求得包括啮合刚度激励、误差激励、啮合冲击激励的轮齿啮合内部动态激励。通过建立有限元模态动力分析模型,计算齿轮装置固有频率及振型,综合考虑内外部激励情况下,研究该齿轮装置的结构动态响应及噪声。利用振动测试设备对该齿轮装置进行振动噪声测试。结果表明：分析预测值与实验结果相符。     

两级行星齿轮传动非线性啮合力频率耦合与动态特性研究

利用拉格朗日方程推导了两级行星齿轮传动的平移-扭转非线性振动模型,模型考虑了齿侧间隙、时变啮合刚度及其相位差、综合啮合误差、行星轮位置角时变性以及各行星排级间连接件的弯曲和扭转刚度。从行星排级间连接轴的力与变形耦合关系出发,研究了两个行星排啮合力产生的啮合频率耦合现象。通过数值仿真对不同激励条件下啮合频率耦合的表现形式进行了研究,对不同行星排的动载系数、均载系数、连接轴转矩的动态特性进行了分析,为多级行星齿轮传动系统动力学分析与设计提供指导。     

考虑信号传递路径的行星齿轮传动太阳轮裂纹故障响应分析

为研究振动信号传递路径对行星齿轮传动系统太阳轮裂纹故障响应的影响,采用有限元法建立齿圈结构动力学分析模型,对比分析了考虑与未考虑传递路径的齿圈振动响应,验证了模型中传递路径的时变效应以及模型的有效性。开展了太阳轮裂纹故障试验,采用快速谱峭度法（Fast Spectral Kurtosis,FSK）对实验信号进行降噪以及故障特征提取,验证了太阳轮裂纹故障仿真结果的准确性。结果表明：仅考虑与太阳轮故障齿啮合的行星轮的传递信号时,故障信号在路径中的传递随距离增加呈现不断衰减趋势;当考虑所有行星轮的传递信号时,故障信号出现调制现象,随传递距离增加呈现衰减或增加趋势。     

行星齿轮减速器的优化设计

根据可靠性设计理论和机械优化设计技术,以NGW型行星齿轮减速器为例,初步探讨优化设计的原理和方法。     

行星齿轮架锻造工艺

行星齿轮架产品结构复杂,其凸台部分比较典型,它形状较高而且很窄,在锻造过程中金属极容易不满模,非加工面又比较多,给锻造工艺带来了较大的难度.通过对行星齿轮架进行了结构分析,锻造难点分析和打击力的计算,设计出了行星齿轮架的工艺流程,介绍了行星齿轮架锻造工艺方案和模具设计.