啮合刚度对人字齿行星传动系统动态载荷特性的影响研究

基于集中参数振动理论,建立了采用双齿联轴器的人字齿行星传动系统动力学模型;引入斜齿轮啮合刚度公式按2 个斜齿刚度并联计算人字齿时变啮合刚度;通过求解系统动力学方程, 获得内外啮合刚度与内外啮合动载系数之间变化关系曲线,进而分析了人字齿啮合刚度对系统动态载荷特性的影响。研究结果表明:不考虑共振的情况下,内外啮合动载系数分别随内外啮合刚度平均分量增加而增大;内外啮合刚度交变分量对内外啮合动载系数影响很小;人字齿轮运转平稳, 振动较小,进行人字齿行星传动系统动载系数计算,在精度要求不太高的情况下,以啮合刚度平均分量表示啮合刚度是可行的。     

行星齿轮传动的动特性优化研究

为避免行星齿轮系统工作过程中出现共振现象,应用动力学理论研究了行星齿轮系统的动态特性.文中应用拉格朗日方法建立了行星齿轮系统的扭转振动力学模型,推导了系统动态特性对设计参数的灵敏度计算公式,并基于灵敏度分析给出了改善其动态特性的动力学修改方法,为行星齿轮系统的改进设计提供理论依据.     

多工况条件下单级行星传动非线性振动特性研究

建立了多间隙、多时变参数的单级行星传动非线性动力学模型,模型中考虑了齿轮副间隙、时变啮合刚度及其相位差、综合啮合误差以及各行星轮位置相角时变性。根据输入转速、转矩不同,把系统运行条件分成4种典型工况,利用频谱图、动载系数、均载系数分别对系统振动的差异性进行分析。研究表明,不同工作条件下,系统非线性特性表现出不同的变化特点。轻载条件下,转速升高导致的非线性特性变化使系统振动水平的提高远超过了重载时;高速运行时,载荷增大导致的这种变化则使系统振动产生了比低速时更显著的改善。结果表明：非线性特性变化在频谱图上具有明显的分段相似特点,而系统各振动性能参数也体现出与频率特性一致的分段相似性质,为复杂工作条件下的行星传动设计提供了参考。     

行星传动中问题的探讨

该文对现代行星传动中常见的复合行星排和行星排齿轮变位这两个问题进行了探讨。一是举例分析含复合排的行星变速机构，建立其传动比公式，并进行评价。二是验算行星传动中齿轮变位的实例，并进行分析。     

基于PRO／E与LS-DYNA的齿轮副动态接触分析

利用PRO／E软件构建了精确啮合齿轮副模型,采用动力学有限元软件ANSYS／LS-DYNA分析了齿轮动态接触问题,并使用LS-PREPOST后处理器观察了LS-DYNA的计算结果．结果表明,计算结果清晰地反映了齿轮在不同啮合位置时齿面的接触应力、齿根应力、应变等的变化情况．该方法克服了二维接触与静态接触分析的缺点与不足,可为三维齿轮动力学接触分析提供新的方法．     

考虑阻尼和行星传动齿轮啮合刚度的动力传动系统动态特性

基于阻尼、齿轮啮合刚度的动力传动系统动态特性研究,可以更加准确、全面获取动力传动系统的固有特性,为动力传动系统优化匹配和系统动力学参数优化设计奠定基础.基于拉格朗日方程建立考虑发动机、联轴器等部件的阻尼参数、行星传动齿轮啮合刚度扭振动力学模型.通过复模态求解,对动力传动系统固有模态(复特征值、复特征向量)的物理意义,以及阻尼对系统固有特性的影响进行了分析.创新性地提出了复模态振型的表示方法,理论计算分析证明阻尼对动力传动系统固有特性的影响不容忽视.考虑阻尼参数,可获取更加准确的动力传动系统固有特性计算结果,支撑动力传动系统开展优化匹配;动力传动系统行星排考虑齿轮啮合刚度,可提取行星排齿轮传动固有特性,为行星传动固有特性与齿轮自激励优化匹配奠定基础.考虑阻尼和齿轮啮合刚度的动力传动系统动态特性研究具有一定实用价值.     

双圆弧齿轮的螺旋角误差对其传动误差的影响分析

该应用圆弧齿轮的啮合原理,分析研究了螺旋角误差对双圆弧齿轮传动过程中传动误差的影响规律,并且介绍在条件允许时,增大齿轮螺旋角,有利于减小双圆弧齿轮传动过程中的传动误差,进而提高其动态传动性能。     

基T-PRO/E与LS-DYNA的齿轮副动态接触分析

利用PRO/E软件构建了精确啮合齿轮副模型,采用动力学有限元软件ANSYS/LS-DYNA分析了齿轮动态接触问题,并使用LS-PREPOST后处理器观察了LS-DYNA的计算结果.结果表明,计算结果清晰地反映了齿轮在不同啮合位置时齿面的接触应力、齿根应力、应变等的变化情况.该方法克服了二维接触与静态接触分析的缺点与不足,可为三维齿轮动力学接触分析提供新的方法.     

基于组合杠杆法的行星变速箱方案筛选研究

通过类比法,将复杂的行星排转化为一个杠杆系统进行研究.因为通过分析杠杆系统的杠杆点,确定不同行星排的构件连接,同时引入固定连接的概念,用以表示不同行星排之间的构件连接,这样不仅能够方便编号、易于程序实现,而且以固定连接件为依据将不同的方案予以分类,还保证了选择方案时的全面性,同时也明显缩短了程序的运行时间.     

考虑齿轮轴变形的斜齿轮接触分析

为分析齿轮轴复杂变形（弯曲变形与扭转变形的耦合）对斜齿轮接触状态的影响,利用有限元方法,研究了齿轮轴变形下斜齿轮传动系统的接触特性。通过有限差分法计算齿轮轴变形量,以及ISO 6336-1标准对齿轮啮合刚度的计算,验证了有限元方法和模型的正确性。通过分析齿轮轴特性,建立了刚性和柔性齿轮轴两种有限元模型。计算结果表明,齿轮轴的变形会影响齿轮齿向载荷分布、接触应力分布、齿根弯曲应力分布,从而引起偏载现象,并且增加了齿轮啮合重合度,降低了齿轮的啮合刚度。为分析齿轮轴复杂变形（弯曲变形与扭转变形的耦合）对斜齿轮接触状态的影响,利用有限元方法,研究了齿轮轴变形下斜齿轮传动系统的接触特性。通过有限差分法计算齿轮轴变形量,以及ISO 6336-1标准对齿轮啮合刚度的计算,验证了有限元方法和模型的正确性。通过分析齿轮轴特性,建立了刚性和柔性齿轮轴两种有限元模型。计算结果表明,齿轮轴的变形会影响齿轮齿向载荷分布、接触应力分布、齿根弯曲应力分布,从而引起偏载现象,并且增加了齿轮啮合重合度,降低了齿轮的啮合刚度。     

以提高轴承寿命为目的的行星排中心论位置的优化设计

针对某行星机构复合行星排开展技术研究,通过调整和优化中心轮的位置,改变其工作时长行星轮滚针轴承的工作承载状况,使长行星轮滚针轴承的负荷趋于均匀,从而提高滚针轴承的使用寿命.     

四自由度行星变速机构方案性能规律研究

为解决四自由度行星变速机构方案数量大、优选计算复杂的问题,开展四自由度行星变速机构方案性能规律研究。根据四自由度行星传动的构件之间运动学关系,建立方案模型中制动构件、离合器和辅助构件等系数、各挡传动比、行星排特性参数、行星轮相对转速、操纵力矩和效率的数学模型。针对同一机构类型所有可能的方案模型,分析各项性能指标的内部规律,提出按照相同操纵逻辑原则进行构件组模型分类的方法,在传动方案可行性优选时,对于同一类所有构件组模型只需进行一次计算。通过实例计算表明,该方法有效减小了行星传动方案优选计算量,提升了方案优选效率。     

解析法在行星变速机构效率和功率流分析中的应用

以一个典型的行星变速机构方案简图为例,分别运用解析法、啮合功率法、转换机构法和大小力矩法进行效率和功率流分析,结果表明:解析法在通用性、准确性上有一定的优势,同时此方法立足于结构分析,能通过直观的功率图进行功率流的分析,从而可以确定循环功率是否存在,以及所占的比例.     

基于显式动力学的齿轮箱动态有限元数字仿真

利用APDL语言,基于标准齿轮的齿廓渐开线方程和齿根过渡曲线方程,建立某型号减速器精确参数化三维有限元模型。基于接触碰撞算法运用显式动力学程序ANSYS/LS-DYNA在工作站上对整体齿轮箱工作过程进行了仿真计算,准确地得到了齿轮箱内部的应力应变情况以及动态接触过程中的压力分布情况。并将计算结果与传统赫兹理论计算结果进行了比较,验证了该方法的合理性。该方法能从系统的层面,综合考虑齿轮箱各零件动态特性以及相互作用,从而实现对齿轮箱动态特性进行精确的预测和评估。在此基础上考虑各种原始制造误差对齿轮箱动态性能的影响,为齿轮箱整体动态优化设计提供可靠的理论依据。     

考虑轮辐刚度和齿廓修形的渐开线直齿轮动载荷研究

为解决高速重载车辆渐开线直齿轮功率密度低和振动载荷大问题,开展轮辐刚度和齿廓修形对齿轮动载荷影响规律研究。考虑轮辐刚度、齿廓修形和齿轮实际运动状态,结合解析法建立了齿轮啮合刚度模型,将该模型与10自由度横-扭-摆耦合非线性动力学模型进行耦合计算。结果表明：随着转速增加,齿轮动载荷均呈驼峰状变化,多数转速下薄壁轮缘齿轮动载荷较大,其中,动态啮合力第2阶和第6阶啮频对应的幅值明显增加;随着转矩增加,齿轮动载荷总体均呈抛物线减小,但薄壁轮缘齿轮存在局部峰值;随着修形量增加,齿轮动载荷均呈U形变化;存在最优修形量使动载荷达到最小,当修形量超过最优值时薄壁轮缘齿轮动载荷变化平缓;当修形量超过某临界值时修形齿轮动载荷大于无修形齿轮,且薄壁轮缘齿轮临界修形量较大;短修形齿轮动载荷总体均呈U形变化,长修形齿轮动载荷急剧减小,说明长修形可更有效地减弱齿轮振动。     

齿轮裂纹对啮合刚度的影响分析

通过对三维轮齿接触有限元分析,建立了正常和齿根与分度圆处不同裂纹故障的直齿圆柱齿轮三维实体有限元模型;通过对其啮合接触分析,求得不同状态下齿轮整个啮合过程的轮齿啮合综合刚度.分析结果表明:齿根裂纹对啮合刚度的影响要大于分度圆裂纹的影响.这对分析裂纹故障对齿轮啮合刚度的影响具有一定的指导作用.     

基于渐开线环形齿球齿轮齿盘传动的定向平台动力学建模研究

为了对一种2自由度空间定向平台的运动进行精确控制,对其动力学建模问题进行了研究.此空间定向平台采用球齿轮齿盘进行传动.分析了定向平台的结构,建立了平台的运动学模型.在此基础上,利用拉格朗日方程建立了平台的动力学模型.结合平台结构参数,对平台输出轴末端点进行了轨迹规划,根据动力学模型求解直线电机驱动力的变化规律,然后通过...     

用齿轮系实现单轴电机的双反转推进

采用双反转推进方式可以自平衡推进电机的对外扭矩,从而避免潜水器航行过程中的横滚。主要介绍了普通单轴电机实现双反转的方式,通过简单的机械结构构造,实现普通单轴电机的双反转双轴输出方式,并通过试验证明了使用齿轮系实现双反转推进的可行性。