基于蒙特卡罗法的行星齿轮机构稳健性分析

以行星齿轮机构体积最小为优化目标,以太阳轮齿数、齿宽、模数、行星齿轮个数为设计变量,以齿轮轮齿接触强度、齿轮轮齿弯曲强度、相邻条件等为约束条件,建立了某行星齿轮机构数学模型,并应用遗传算法求解了优化结果.将设计变量考虑为具有正态分布特征的随机变量,应用蒙特卡罗方法对行星齿轮机构进行稳健性分析,包括随机变量影响下的目标函数、约束条件的概率分布.分析表明,设计变量存在微小变化时,行星齿轮机构稳健性差.重新设定精度后,行星齿轮机构稳健性得到提高,满足了设计要求.     

二级行星齿轮机构的优化设计

体积和承载能力是衡量行星齿轮机构优劣的重要指标。在确保承载载荷不变的基础上,以行星齿轮机构体积最小为目标,对行星齿轮机构进行优化,确定目标函数、设计变量及应满足的约束条件,建立了行星齿轮机构的数学模型,然后采用SUMT内点法优化行星齿轮的结构参数。在风电机组二级行星齿轮增速器的实际应用中,该优化设计方案减小了行星齿轮机构体积,降低了制造成本。     

自动变速器行星齿轮机构的优化设计

根据自动变速器行星齿轮机构的特点和要求,在保证传动比合理和体积减小等40个约束条件下,以行星齿轮机构中各齿轮强度均等或接近于优化目标,建立齿轮齿面接触疲劳应力差值最小和齿根弯曲疲劳应力差值最小的优化模型,并用MATLAB进行优化计算。与原设计比较,优化设计的行星齿轮机构的齿面接触疲劳应力和齿根弯曲疲劳应力的最大值、应力差值以及整体应力都下降,特别是齿根弯曲疲劳应力最大值减小了12.24%,而且所有齿轮的齿根弯曲疲劳应力几乎相等,优化效果明显。优化设计的行星齿轮机构体积比原设计小3.54%,而且在传动比、尺寸参数和工艺参数方面,优化设计也都有优势。     

大型行星齿轮系统可靠性设计的多目标优化

大型行星齿轮传动系统工况复杂,安全性能要求高,常规的设计方法因过于注重安全性,设计的结果偏于保守,技术经济指标不佳.以行星齿轮传动系统为对象,提出了大型机构可靠性设计的多目标优化模型,即以齿轮的关键参数——齿数、齿宽、模数为设计变量,充分考虑工程设计的约束性、多解性等特征,建立数学模型,进行可靠性分析计算,并在MATLAB优化工具箱里采用积极集策略进行多目标优化.将得到的结果与传统设计方案结果相比较,为大型行星齿轮系统的优化设计提供新思路.     

两级行星齿轮传动系统多目标优化设计研究

利用MATLAB优化工具箱对两级行星齿轮传动机构进行多目标优化设计,以体积(重量)最小、传递效率最高作为优化目标,建立多目标优化数学模型.结合算例,给出最优参数求解步骤以及所用方法的特点,为两级行星齿轮传动机构优化设计提供指导.     

基于NSGA-Ⅱ的两级行星齿轮减速机的多目标优化设计

为了设计体积更小、效率更高的两级行星齿轮减速机,首先建立两级行星齿轮减速机多目标优化的数学模型;采用多目标进化算法NSGA-II对数学模型进行优化,选择五种不同行星齿轮个数,优化得到两级行星齿轮减速机体积和传动效率的pareto最优解。同时与MATLAB工具箱优化获得的结果进行比较,结果显示NSGA-II算法优化的结果均优于MATLAB工具箱优化的结果,特别是所设计的二级行星轮减速机的体积更小。所提出的多目标优化方法和步骤还可以为多级行星齿轮减速机的优化设计提供有效地指导。     

基于粒子群算法的行星齿轮传动优化设计

建立行星齿轮传动的优化设计模型,采用粒子群优化算法实现对行星齿轮参数的体积目标优化设计,其结果与传统设计相比,获得了较小的体积。提出的基于粒子群优化算法为行星齿轮传动设计提供了一种新的优化设计方法。     

基于QFD的行星齿轮传动集成设计平台的研究

根据质量功能配置QFD的基本理论对多目标优化设计中目标雨数与加权系数的选取问题,提出了一种基于QFD的行星齿轮传动集成设计平台的研究方法.通过该方法,可以根据技术需求和重要度来分别确定分目标函数及其加权系数,最后通过复合形法对其进行优化,并利用DeIphi软件开发一个NGW型行星齿轮传动机构的集成设计平台.     

月球车轮腿行星齿轮应力分析及离散优化设计

针对基于二级半转机构的轮腿式月球车,建立其虚拟样机模型,通过典型工况下的动力学仿真获得月球车轮腿机构各齿轮的力学数据。在此基础上,建立轮腿行星机构齿轮的有限元分析模型,并进行了应力分析计算。基于ANSYS参数化设计语言APDL,结合离散优化方法对轮腿行星机构齿轮进行了优化设计。优化后的齿轮不仅满足强度要求,而且质量比原来降低了46%,这为优化月球车轮腿结构提供了一种新的有效途径和方法。     

内平动齿轮减速器的模糊可靠性优化设计

内平动齿轮传动是一种新型的少齿差行星传动机构。综合运用了模糊数学理论和可靠性优化设计方法,建立了以体积最小为目标的内平动齿轮减速器的模糊可靠性优化数学模型,并给出了设计实例。     

基于分段积分法的齿轮啮合效率公式推导方法及其应用

对计算行星齿轮传动啮合效率的方法进行了分析研究,推导出渐开线圆柱直齿轮基于分段积分法的齿轮啮合效率公式,为进一步研究行星齿轮机构的能量转化效率及自动变速器的研究提供了参考。     

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。     

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。     

Optimization of hydro-mechanical power split transmissions

The increasing attention to comfort, automation and drivability is pushing the driveline technology to ever complex solutions, such as power-shift or continuously variable transmissions. Between these, the hydro-mechanical solution seems promising for heavy duty vehicle, due to the reliability and the capability of transferring high power. However, the double energy conversion occurring in the hydraulic branch of the transmission could lower excessively the total efficiency, highlighting the needs for a careful design of the whole system.In this work, the design of a hydro-mechanical transmission is defined as an optimization problem in which the objective function is the average efficiency of transmission, while the design variables are the displacements of the two hydraulic machines and gear ratios of ordinary and planetary gears. The optimization problem is solved by a “direct search” algorithm based on the swarm method, which showed a good speed convergence and the ability to overcome local minima.The optimization design method will be applied to study the transmission of two vehicles: a 62 kW compact loader and a high power agricultural tractor.     

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。     

二齿差行星减速装置的动力学仿真分析

针对渐开线二齿差行星减速装置易产生各种干涉,计算比较复杂等问题,根据多刚体接触动力学理论,建立了二齿差行星减速装置的物理模型,利用ADAMS软件对二齿差行星减速装置进行了动力学仿真分析,根据冲击函数方法,计算齿轮啮合力,通过模拟运动仿真和绘制仿真结果曲线,得到了二齿差行星减速装置无干涉现象,输出的角速度和啮合力在合理范围之内,设计比较合理,为二齿差行星减速装置的有限元分析,参数化设计和优化设计提供了依据.     

越野汽车双联非圆行星齿轮差速器的研究

提出了一种新型非圆行星齿轮差速器,将其应用于越野汽车分动器中,可以实现两输出轴扭矩变比例分配,相当于增大了差速器的锁紧系数,即增加了差速器的防滑功能,从而有望提高车辆的越野通过性。差速器结构紧凑,两个非圆中心齿轮形状完全相同,双联非圆行星齿轮形状一致,相位相差90°,采用三组双联行星齿轮实现均载,工艺性好。通过传动原理分析,给出了非圆齿轮节曲线的设计方法,并以渐开线齿形为例进行了设计计算及样机试制,差速器理论锁紧系数达到3.45。     

基于接口的协同仿真技术在动态优化设计中的应用

机械系统进行结构动态优化设计的最终目标大多归结为对其进行几何形状的优化,在应用极小值原理对机械结构进行三维形状优化设计时,通常须要使用复杂数值方法才能求解,并且求解的过程相当困难。将先进的协同仿真技术作为一种有效求解工具应用到极小值原理的动态优化设计中,实现对不同设计变量的目标函数的求解。以行星框架为例,采用基于接口的协同仿真技术为求解工具,以行星轮数目为参变量,应用极小值原理对行星框架的几何形状进行动态优化设计,对行星框架的疲劳损伤寿命提供量化数据,为对其进行结构改进提供科学理论依据。     

三轴式内齿行星齿轮减速器动载系数的研究

考虑了齿轮啮合刚度、啮合阻尼以及各支承轴承、行星轴承的刚度,推导出了系统的变形协调关系,通过集总参数法建立了三轴式内齿行星齿轮减速器的弹性动力学模型,求解出了不同内齿板结构下,系统的动载系数。结果表明:具有三相内齿板减速器的动载系数最小,具有一相内齿板的减速器动载系数最大;具有三相内齿板的减速器可以在较高的转速场合下使用。     

三轴式内齿行星齿轮减速器动力学特性的研究

在考虑齿轮啮合刚度、啮合阻尼以及轴承刚度的情况下,使用集总参数法,建立了三轴式内齿行星齿轮减速器的弹性动力学模型,求解出不同内齿板结构下系统的固有频率及动力学响应。研究发现,在相同内齿板厚度、不同安装方式下,系统的固有频率非常接近;不平衡质量引起的惯性力不但会引起弯曲振动,还会引起扭转振动;具有三相内齿板的减速器动力学性能最好。