基于ADAMS的行星轮系动力学仿真

由于行星轮系的结构复杂,难以利用理论方法研究行星轮系的动力学行为,寻找一种简便、可靠的动力学行为研究方法来研究行星轮系的振动特性、可靠性等具有重要的意义。在对行星轮系进行三维参数化建模的基础上,利用机械系统动力学软件(ADAMS)建立了行星轮系的动力学模型,并对行星轮系的动力学行为进行了模拟。结果表明,仿真和理论结果的误差为0.2%,证明所建动力学模型是可靠、准确的;由于轮齿啮合的周期性致使轮系振动也具有周期性;行星轮轮齿间接触力满足力平衡关系,与理论分析相一致。研究结果对行星轮系振动特性、可靠性以及寿命等研究具有一定的指导意义。     

基于虚拟样机技术的行星轮系的动力学仿真研究

将行星轮系扭转振动模型与虚拟样机技术结合在一起,建立力学分析模型对行星传动进行动力学仿真,考虑了行星轮系传动过程中的时变啮合刚度和齿侧间隙等因素,可较方便、准确地获得行星轮系在传动过程中的一些动态特性,为行星轮系的优化设计、寿命预测等提供了理论依据.     

基于拓扑变换的行星轮系动力学分析

提出了用于型综合和尺度综合的行星轮系机构分析与综合方法。采用拓扑变换解决由轮系拓扑图与实际轮系机构的转换问题,根据齿轮、系杆、转轴变换以及辅助构件的特殊变换,论述了基于信号流图和拓扑图的行星轮系运动学和动力学分析方法,讨论了行星轮系的循环功率产生条件。     

基于差动行星轮系的重载软启动系统的动力学分析

差动行星轮系能够对运动进行合成和分解.采用差动行星轮系的运动合成功能,并利用磁粉制动器控制差动轮系的运动,可以控制重载启动的过程并实现软启动.对启动过程进行分析,并建立了启动过程的动力学模型.在已知磁粉制动器的输出力矩函数时,可将连续系统的微分方程形式转化为差分形式的状态方程进行求解仿真;若给定负载的速度曲线,则可通过数值方法求得磁粉制动器力矩函数.通过对某软启动装置进行仿真,得出在负载保持不变的情况下,当磁粉制动器的输出力矩均匀增加时,负载启动过程并不平稳;要使负载启动平稳,需要在力矩增大到一定程度之后逐渐减小,给出了能使负载平稳启动的力矩施加函数.     

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。     

行星轮系刚柔耦合多体动力学分析

建立了行星轮系刚柔耦合多体动力学仿真模型,应用多体动力学仿真分析软件RecurDyn,仿真计算了行星轮系齿轮在完整工作周期所给定最危险工况下的动力学响应,得到了刚柔、柔柔齿轮副之间的动态接触力,与理论值比较吻合;同时得到了柔性行星齿轮和太阳轮的动态等效应力分布云图,以及任意节点的等效应力,分析出行星轮破坏的原因,为行星轮的动态优化设计和灵敏度分析提供参考.     

应用滑动轴承的风电齿轮箱行星轮系动力学建模及解耦方法

在行星轮系动力学建模中,常以非线性油膜力或线性刚度-阻尼形式考虑其对系统动力学特性的影响,前者仿真精度高但计算成本也高,后者计算效率高却忽略了油膜力和轴颈-轴套偏心量的时变性,仿真精度有限。为此,以2MW级风电齿轮箱为研究对象,建立滑动轴承时变线性刚度-阻尼模型,提出计入轴颈-轴套时变偏心量的滑动轴承附加偏心修正力计算方法;利用行星架销轴-行星轮变形协调关系,将时变线性刚度-阻尼模型与附加偏心修正力进行耦合;建立应用滑动轴承的风电齿轮箱行星轮系动力学模型,对比了工况和轴承参数对模型计算精度与系统动态响应的影响,并通过试验加以验证。研究结果表明,齿轮副动态啮合力波动会使滑动轴承刚度-阻尼系数和附加偏心修正力产生周期性变化;在稳定和瞬态工况下,提出的模型可以很好地预测系统响应,尤其是行星轮振动响应;减小滑动轴承宽径比与间隙、增大输入转矩可以改善系统均载性能。     

基于Pro/E与ADAMS行星轮系仿真研究

1行星轮系设计(1)行星轮系Pro/E建模及装配设计一对外啮合渐开线直齿圆柱齿轮传动行星轮系。已知太阳轮z1、行星轮z2和系杆H,参数分别为z1=16,z2=8,m=4,α=20°,     

行星轮系动力学新模型及其故障响应特性研究

行星轮系中零部件多、结构复杂,建模难度大。行星轮既自转又公转,导致啮合点到固定在箱体上的传感器之间的距离时刻变化,从而产生振动传递路径时变效应,增加了振动响应的复杂性。现有的动力学模型大多针对正常情况下的行星轮系进行建模,而且未考虑振动传递路径时变效应对振动响应的影响。针对以上不足,推导了行星轮系正常、裂纹及剥落三种情况下的时变啮合刚度算法,考虑振动传递路径时变效应的影响,建立了相应的动力学模型,求解得到行星轮系正常、裂纹及剥落时的动态响应,并分析了它们的频谱特性。搭建了行星齿轮箱试验台以获取振动响应信号,与模型响应信号进行了对比分析,结果验证了动力学模型的准确性,为行星轮系的健康监测提供了理论依据。     

封闭行星轮系效率计算分析

齿轮传动中啮合功率损失是其主要功率损失。以大功率船用封闭行星轮系为研究对象,建立了系统纯扭转动力学方程,在只考虑啮合功率损失的前提下,以基于弹流润滑理论的摩擦系数模型为基础,建立封闭行星轮系的效率计算方法,并分析了系统的工况、结构设计参数对系统效率的影响,最后得出了系统各结构设计参数选择原则。     

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。     

车用复合无级变速器行星排组拓扑分析

基于正反双向分汇流行星排组的一类新型复合无级变速器系统具有效率高、功率容量与速比变化范围大等特点。根据其基本工作原理采取适用的方法,对其正反双向行星排组可选用的36种拓扑布局方案进行了详细的比较分析,并筛选出了适于车用的推荐拓扑布局方案。     

基于谐波平衡法的复合行星齿轮传动系统非线性动态特性

为揭示多间隙作用下Ravigneaux型复合行星齿轮传动系统的非线性动力学行为,建立考虑时变啮合刚度、齿侧间隙与综合啮合误差的系统纯扭转强非线性动力学模型。将齿侧间隙非线性函数表达为描述函数的形式,运用谐波平衡法(Harmonic balance method,HBM)将方程组转化为非线性代数方程组,使用逆Broyden秩1法进行迭代求解,得到系统的基频稳态响应。通过改变时变啮合刚度、齿侧间隙与综合啮合误差的大小,分析参数变化对系统非线性动态特性的影响。研究发现,由于齿侧间隙的影响,系统动态特性曲线出现幅值跳跃与多值解等典型非线性特征,系统出现复杂的冲击现象;齿侧间隙、啮合刚度波动与误差波动的耦合使系统的非线性程度得以强化。基于描述函数的HBM法可用于求解更加复杂模型的基频稳态响应,为深入研究复合行星齿轮系统的动态特性提供了一种方法。     

一种双排行星轮系动力耦合方案设计与仿真

本文介绍了一种新型双排行星轮系动力耦合方案,对其结构进行分析。这种动力耦合机构由两排行星轮系和四个离合器构成,拥有3个自由度和两个机械点。参考模型车对基于此动力耦合机构的GFE混合动力汽车进行参数匹配。在MATLAB\SIMULINK\STATEFLOW环境下建立了针对此动力系统的逻辑门限值能量管理控制策略,应用AVL CRUISE软件对建立了GFE混合动力汽车的整车模型,最后进行联合仿真。仿真结果表明这种动力耦合方案与其控制策略可以有效提高混合动力汽车的燃油经济性。     

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。     

基于刚柔耦合模型的行星传动固有特性分析

采用动态子结构法建立计入内齿圈柔性的行星传动刚柔耦合动力学模型,将内齿圈视为弹性连续体,导出内外约束条件下的运动微分方程,并将其与刚体构件的集中参数方程相结合,构建出系统的运动微分方程。基于所建模型,进行柔性齿圈直齿行星齿轮系的自由振动分析和相关试验验证。理论分析揭示出此类系统的振型可归结为4类:中心构件扭转振动模式、中心构件平移振动模式、行星轮振动模式和内齿圈振动模式,并给出每类振动模式的特征和降阶计算公式。数值仿真表明,内齿圈柔性使系统低阶固有频率降低,且新呈现的内齿圈振动模式对应的固有频率位于整个系统固有频率的中低频段,故在后续行星轮系的动态设计中应计及齿圈柔性的影响。振动试验则表明,内齿圈柔性对系统振动特性存在一定影响,除啮频激励和箱体结构共振外,行星传动中还存在低阶谐振现象;对于中低速工况下且太阳轮浮动的行星传动而言,减小齿圈柔性有利于降低系统振动。     

钢/塑料齿轮组合行星传动的固有特性分析

建立了钢/塑料齿轮组合行星传动的纯扭转动力学模型;对8种钢/塑料齿轮组合行星传动的固有特性进行了研究,分析了组合方式对行星传动结构的固有频率、振型及模态动能的影响;研究了温度对组合行星传动一阶固有频率的影响.研究结果表明:组合方式对行星齿轮传动结构的固有特性影响显著;随着温度的升高,钢/塑料齿轮组合行星传动的固有频率下降,可能会出现温共振现象.     

两级行星轮系分岔与混沌特性研究

建立了某设备两级行星齿轮传动系统非线性纯扭转动力学模型,模型在综合考虑时变啮合刚度、齿侧间隙与综合啮合误差等强非线性因素的基础上,推导出系统在广义坐标下的量纲一动力学方程,并采用数值积分方法对方程组进行求解,得到了系统的非线性动态响应结果,综合运用分岔图、相空间轨线和Poincáre截面研究了激励频率、啮合阻尼比对系统分岔与混沌特性的影响。结果表明：多级行星轮系在高速轻载工况下,由于齿侧间隙与时变啮合刚度等非线性因素的耦合作用使其具有丰富的非线性动力学特性;系统随激励频率的变化出现简谐运动、非简谐周期运动、拟周期运动和混沌运动等多种运动状态;系统通过Hopf分岔等多种途径由周期运动进入混沌运动;增大系统啮合阻尼比可使系统复杂运动状态区间缩小,稳定周期运动状态区间扩大。     

大型行星齿轮减速器疲劳损坏原因分析及解决方案

行星齿轮已广泛应用于舰船、汽车、建材等领域。针对大型行星齿轮减速器行星结构,从微观方面分析了现有设计理论存在的局限,并对长期运转后疲劳损坏情况进行了原因分析:行星齿面因长期受力不均衡,齿面长期运转后易产生微裂纹。利用有限元分析了行星结构壁厚对齿轮齿根应力的影响,并提出了从优化结构设计到提高加工制造精度等多方面提高大型行星齿轮减速器可靠性的解决方案。