基于LMS Virtual.Lab Motion的行星齿轮动力学建模及仿真

为获取准确的3K型行星齿轮传动系统轮对啮合力和齿轮传递转矩。基于3K型行星齿轮传动系统拓扑结构分析,建立平移-扭转耦合动力学模型;分析各构件间相对位移关系,确定动力学数学模型。以某3K型行星齿轮传动系统为研究对象在LMS Virtual.Lab Motion平台上进行实例仿真分析;验证平移-扭转耦合动力学模型和仿真方法的合理性;仿真结果为进一步研究系统的疲劳、振动、噪声提供动态输入。     

汽车四驱分动器换挡机构齿轮传动系统动力学建模与仿真

汽车四驱分动器换挡机构齿轮传动易产生振动和噪声,分析齿轮系统动力学特性,对研究换档机构振动机理具有重要意义。通过建立换挡机构三级行星齿轮和二级圆柱直齿轮纯扭转动力学模型,并基于扭转振动法在LMS Virtual.Lab Motion上建立换挡机构多体动力学仿真模型,同时考虑时变啮合刚度齿轮内部激励,采用BDF方法进行求解。通过仿真得到各输出轴转速与理论值进行对比,验证了模型准确性,同时得到各齿轮间动态啮合力变化曲线,为进一步研究换挡机构的振动噪声提供动态输入。     

行星轮多级齿轮传动系统耦合特性分析

为研究行星轮多级齿轮传动系统的耦合振动机理,建立了两级定轴齿轮和一级行星轮的行星轮多级齿轮传动系统无量纲动力学方程。对比两级齿轮、行星齿轮传动系统及行星轮多级齿轮传动系统的分岔特性,研究多级齿轮系统的非线性耦合特性。通过研究发现,耦合作用使得一级定轴齿轮突跳点减少,增加了系统的稳定性,但同时又使行星轮的混沌运动传递到定轴,导致二级定轴齿轮出现大范围的混沌运动,从而又降低了系统稳定性。     

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。     

基于虚拟样机技术的行星齿轮传动系统仿真分析

针对典型行星齿轮传动系统,建立其虚拟样机模型,并基于虚拟样机对传动机构进行运动学和动力学仿真分析。基于ADAMS建立了行星齿轮传动系统的虚拟样机模型,对于单排行星齿轮传动机构分为六种工作情况,对于每一种工况进行仿真分析,给定输入可以得到太阳轮与行星轮之间的啮合力和系统输出。在单排行星齿轮传动的基础上,建立三排行星齿轮传动机构的虚拟样机,并进行了仿真分析。通过对行星齿轮传动机构的仿真分析,可以为行星齿轮系统传动的稳定性和可靠性提供参考和依据。     

考虑误差下的变位齿轮行星轮系载荷特性研究

针对制造误差和安装误差使得变位齿轮行星轮系行星轮在径向和周向的安装位置与无偏移值存在偏差,进而使行星轮间所受载荷不均匀的问题,开展了变位齿轮行星轮系载荷特性研究。基于转子动力学理论,考虑时变刚度和行星轮的径向与周向偏移,建立了变位齿轮行星传动系统5自由度动力学模型;采用龙格库塔法求解了系统的响应和频域图,研究了变位齿轮行星轮系的载荷特性,分析了在不同径向偏移量、周向偏移量、复合偏移量情况下的行星轮间载荷分布特性,探讨了行星轮的径向与周向偏移对行星轮系载荷分配的影响,得到了变位齿轮行星轮系载荷振动幅值在时间和频率下的变化规律。仿真结果表明,考虑误差的行星轮系载荷特性与无偏移情况下的载荷特性有较大的差异,其幅值受径向偏移的影响较大,其中,径向偏移量大对行星轮所受载荷的影响最大;在安装过程中,行星轮的微小偏移都可能导致载荷特性的巨大变化。搭建了行星传动系统振动测试试验平台,测试了行星减速机壳体的倍频振动响应信号,得到了行星传动系统载荷与振动响应之间的关系。试验结果的振幅变化趋势与仿真分析结果中的振幅变化趋势相似,证明所建立的动力学模型及理论计算比较准确。     

行星轮系中太阳轮断齿故障特性分析

行星齿轮箱的诸多传动优点使其越来越广泛地被应用于诸多机械设备中,其振动响应比定轴齿轮箱更为复杂,相应的动力学模型建立及故障诊断成为近年来的研究难点和热点。目前对行星减速轮系的建模分析大多都是建立在正常状态下,缺乏对故障状态下的行星轮系建模研究;对行星轮系进行故障特性分析时,缺乏振动机理方面的研究。针对现有研究的不足,建立了考虑振动传递路径时变效应的行星齿轮系统动力学模型;推导了太阳轮断齿故障下的时变啮合刚度表达式,通过对行星齿轮系统动力学模型的求解,分析得到了太阳轮断齿时系统的频谱响应特性;最后通过试验信号的对比,验证了动力学模型分析结果的准确性。     

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.     

变载工况下CST齿轮传动系统的动态特性

为分析可控启动装置(CST)齿轮传动系统在变载工况下的动态响应特性,以重型刮板输送机变载工况为例,建立了齿轮传动系统虚拟样机模型,开展其动力学仿真分析,得到齿轮动态啮合力、行星轮振动响应和轴承动态载荷。结果表明,齿轮啮合力的动态变化与实际齿轮传动的轮齿啮合力变化情况一致;行星轮的动态响应表现了齿轮系统的扭转振动情况;轴承支反力受齿轮啮合力的影响,二者动态变化相同。通过对CST齿轮箱进行变载工况试验,所得齿轮啮合频率与仿真结果相近,验证了模型的正确性,仿真结果可为CST齿轮传动系统的动态性能优化设计提供理论依据。     

基于刚柔耦合模型的行星齿轮机构裂纹故障研究

行星齿轮机构行星轮裂纹故障存在难以诊断的问题,为了对行星齿轮机构行星轮裂纹故障进行更好的诊断,以某型汽车行星齿轮机构为例,基于该机构刚柔耦合动力学模型,对其行星轮裂纹故障信号频谱图特点进行了研究。首先,采用SolidWorks软件,建立了行星齿轮机构行星轮裂纹故障三维模型,利用ANSYS APDL软件将模型中需要布置传感器的部位设置为柔性体;然后,在ADAMS软件中建立了行星齿轮机构刚柔耦合动力学仿真模型;之后,采用ANSYS Workbench软件,对齿轮裂纹故障进行了啮合静力学分析,建立了行星轮的裂纹故障模型;最后,通过对齿轮机构进行刚柔耦合动力学仿真分析,得出了该行星齿轮机构行星轮裂纹故障模型的信号特征。研究结果表明：在行星轮裂纹故障频谱图中,信号的峰值均与啮合频率或其倍频相对应,而啮合频率处的局部峰值均与行星轮故障频率有关。