少齿差环板式减速器研究状况评述

从受力分析、承载能力、平衡减振、传动效率和系列设计等方面,对少齿差环板式减速器的研究现状进行了评述。指出应在系统弹性动态静力分析的基础上计入少齿差传动特有的多齿弹性啮合效应,并辅以少齿差内啮合传动几何参数选择CAD系统和基于强度设计的减速器结构参数优化方法,建立具有高承载能力的少齿差环板式减速器的新产品系列设计理论。最后,对应进一步解决的问题提出了建议。     

少齿差行星齿轮传动多齿弹性啮合效应的研究

采用有限元分析方法,使用ANSYS Workbench建立了少齿差行星减速器的参数化接触模型。对少齿差行星减速器进行静力学接触分析,分析结果表明,少齿差行星齿轮在传动过程中齿对存在弹性变形,从而出现多齿弹性啮合现象;并得到了在不同转矩下,少齿差行星齿轮传动的实际接触齿对数及各齿间载荷分配规律;分析计算结果为提高少齿差行星齿轮传动的承载能力、齿轮几何参数的优化设计及零部件的强度分析具有重大意义。进行少齿差齿轮传动的多齿弹性啮合效应的研究,对齿轮传动的承载能力的估算,降低制造成本,减小整机和齿轮尺寸,也有很重要的意义。利用有限元软件Ansys对少齿差行星减速器进行分析得到了减速器传动过程中的实际接触齿对数及各齿间载荷分配。     

少齿差齿轮传动承载能力分析及体积优化

在少齿差内啮合传动中,由于齿廓间隙较小,易出现多齿啮合使其实际承载能力大大超过设计值.这是因为在以往的少齿差传动轮齿强度计算中,未考虑该类型传动的多齿啮合特性,致使少齿差减速器的强度裕量过大.为减小强度值浪费,从承载能力系数优化和求解最大承载两个角度予以分析.采用多目标优化思想得到主齿对所承受的最大载荷,再利用少齿差内啮合齿轮传动多齿啮合载荷分配的数学模型,求解少齿差传动的法向总载荷,通过实例对比计算,得到考虑多齿啮合与不考虑多齿啮合时少齿差传动所能承受的载荷具有显著差别.利用该计算方法既避免了强度浪费又减小了减速器体积,为少齿差传动轮齿强度更为准确的分析提供了理论依据.     

变厚齿RV传动多齿弹性啮合效应的研究

对变厚齿RV传动中的少齿差行星传动进行了有限元接触分析,分析结果表明,变齿厚少齿差传动存在多齿弹性啮合效应,其啮合性能不同于按传统齿轮设计理论所得的结果。研究了一个啮合周期内,不同载荷下的多齿弹性啮合效应对变齿厚少齿差传动的轴向力、接触力、实际接触齿对数、各齿对间载荷分布、齿面接触应力及齿根弯曲应力的影响规律,分析结果为提高变厚齿少齿差行星齿轮传动的承载能力、齿轮参数优化、变齿厚齿廓修形及零部件的强度计算提供了理论依据。     

一种少齿差环板式减速器力学模型的建立

与传统齿轮传动减速装置相比,少齿差环板式减速器具有传动比大、承载能力高、结构紧凑等特点,已成功在冶金、矿山、运输、建筑等行业取得应用,通过对少齿差环板式减速器各轴进行受力分析建立平衡方程,并结合变形协调方程建立相应力学模型,为相关减速装置齿轮、轴承、轴径的选择计算提供理论基础。     

少齿差环板式减速器的弹性动力学分析

综合考虑环板、高速轴、齿轮副、轴承的变形和偏心套的误差,构造少齿差环板式减速器的变形协调条件,并结合动态子结构法建立该类传动系统的弹性动力学模型.通过求解系统的弹性动力学方程,获得减速器各环节的真实受力状况及系统的低阶固有特性.弹性动力学仿真结果表明,环板和高速轴支承轴承的弹性对减速器关键零部件的受力状况有较大影响,其中对高速轴行星轴承寿命的影响尤为明显;动力输入方式对系统的动力学性能影响很大,相同参数条件下双动力输入系统的受力性能要优于单输入系统.基于ANSYS的有限元模态分析结果与弹性动力学仿真结果吻合较好,表明所建立的少齿差环板式减速器弹性动力学模型具有较高的计算精度.     

二齿差行星减速器齿轮承载能力的计算

在少齿差行星减速器内啮合传动中,存在多对接近啮合的小间隙齿面于理论啮合点左右,轮齿受力产生的微小变形使得某些对齿面相互接触进入啮合状态。多对轮齿同时啮合,使得传动能力明显提高,而它的力学计算属于超静定问题。本文介绍利用有限元分析软件COSMOSDesignSTAR分别计算一对齿啮合和多对齿啮合的承载差别,来说明二齿差行星减速器的承载能力比起常规算法所得到的承载能力的提高量。     

基于Matlab偏曲轴少齿差行星减速器最大承载能力的研究

为了解决少齿差内啮合弹性啮合效应系数是个变量问题,提出了偏曲轴少齿差行星减速器最大承载能力的概念,以单齿的齿根应力达到疲劳弯曲强度为出发点,建立各齿对的法向间隙与虚拟啮合点、最大承载能力之间数学关系,并基于Matlab对该减速器最大承载能力进行估算,且通过实例及其实验加以验证,同时研究了中心距对计算结果影响。结果表明,该方法提高了设计效率,并充分考虑弹性变形对提高承载能力影响,降低了成本。     

截锥形齿坯渐开线四齿差行星减速器齿轮承载能力的计算

在截锥形齿坯渐开线少齿差行星减速器内啮合传动中,与直齿圆柱齿轮少齿差行星减速器相比,除了都存在齿廓变形使得多对齿同时啮合外,前者由于截锥形可以减小啮合角,便可以降低载荷、提高传动能力.而与此同时,截锥形却产生了齿面和棱线啮合的情况,从而导致应力集中,降低了传动能力.通过有限元对比计算表明,正负相抵并与后者相比,截锥形齿坯渐开线少齿差行星减速器降低了传动能力.     

计入内齿板变形的环式减速器弹性动力分析

环式减速器是一类新型的少齿差行星传动装置,具有传动比大、承载能力高、结构紧凑、制造成本低和适应性广等诸多优点。为改善系统的动力学性能,建立了环式减速器的弹性动力学方程,计入了高速轴、内齿板、啮合轮齿及轴承等的弹性变形。利用ANSYS软件创建了内齿板的有限元模型,以具有等效刚度的弹簧约束内齿板的刚体运动,求解了一个机构运动周期内各相内齿板的应力、位移与弹性变形。将基于ANSYS的内齿板有限元分析与环式减速器的弹性动力分析相结合,经迭代计算,揭示了系统中各零部件的真实受力情况。研究表明,内齿板的拉压变形与弯曲变形均对环式减速器的动力学性能具有重要影响,内齿板的弹性变形将导致行星轴承的实际使用寿命低于预期的设计寿命。