封闭差动行星齿轮箱动态均载性能试验研究

针对同时具有太阳轮浮动、柔性销轴和柔性内齿圈三种均载方法的封闭差动行星齿轮箱进行试验研究,探索多种均载措施的封闭差动行星传动均载性能的特点。测试行星传动的差动级内齿圈齿根弯曲应力和封闭级的太阳轮齿根弯曲应力,根据齿向方向和圆周方向上各个通道应变测试结果提出均载系数的数据处理方法。得到每个被测轮齿最大均载系数,研究行星齿轮箱动态均载系数随工况载荷的变化趋势。分析并统计封闭级和差动级不同载荷下的平均均载系数及其标准差,并与某航空发动机主齿轮箱的理论分析均载系数进行对比。结果表明封闭级均载性能优于差动级,载荷越大两级均载性能越好,具有这三种均载方法的行星系统较采用单种均载措施的传动均载性能好,为封闭差动行星齿轮的均载设计提供了依据。     

一拖二海洋平台升降齿轮箱封闭差动复合轮系分析

针对一拖二海洋平台升降齿轮箱封闭差动复合轮系,着重研究了速比、功率分流的规律;推导了封闭差动复合轮系之间齿数的分配,得出了一拖二海洋平台封闭差动复合轮系总速比为2倍NGW结构形式行星传动速比(固定齿圈)的结论;并使用RomaxDesigner齿轮传动软件对一拖二封闭差动复合轮系进行了建模分析,验证了速比与功率理论分析的正确性。     

行星架支撑方式对人字齿行星传动系统动态载荷的影响

为研究人字齿行星齿轮传动系统在不同类型行星架支撑下的接触性能,以有限元法为基础建立兆瓦级人字齿行星传动系统的动力学,分析不同行星架不同支撑方式对系统轮齿齿面啮合性能,传递误差的影响。结果表明:行星架双支撑方式提高人字齿行星传动系统的支撑刚度,动态特性,动态均载特性,降低冲击载荷。研究结果可为兆瓦级人字齿行星传动系统的研究提供一定支撑。     

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。     

两级行星齿轮传动系统动态均载特性分析

为了研究两级行星轮系的动态均载特性,建立了两级行星轮系的平移扭转耦合动力学模型,综合考虑了时变啮合刚度、齿轮安装误差、偏心误差、齿侧间隙及级间耦合等非线性因素,推导了系统的无量纲化动力学方程。采用数值方法对方程组进行求解,对中心构件浮动形式、行星轮误差、级间耦合刚度等因素对系统动态均载特性的影响进行了分析,为两级行星轮系的动力学分析和动态均载特性的研究提供了参考,对两级行星齿轮传动系统的设计有一定的指导意义。     

啮合相位对人字齿行星齿轮传动系统均载的影响

基于集中参数法建立了人字齿行星齿轮传动系统平移-扭转耦合非线性动力学模型,模型中考虑了人字齿行星齿轮传动系统多重啮合间相位关系,提出了计入啮合相位的时变啮合刚度,综合考虑了各构件的支撑刚度、误差激励。研究了啮合相位对人字齿行星齿轮均载的影响,结果表明:理想啮合状态下,均布式人字齿行星齿轮系统中,啮合相位系数为0时,系统均载系数为1,同时抑制了系统平移振动;非均布式人字齿行星齿轮系统中,啮合相位系数为0时,系统均载系数为1,同时抑制了部分平移振动。无啮合相位差的人字齿行星齿轮系统均载系数较相位差不为0时小。微调行星齿轮的几何相位,不改变系统传动比及尺寸;调整行星齿轮齿数关系,虽系统的传动比及尺寸略有变化,但系统的均载系数更小,同时抑制系统了平移振动。在单级人字齿行星齿轮试验台上对不同啮合相位的行星齿轮系统进行了均载试验研究,验证了理论分析结果的有效性。     

国内基于功率分支技术齿轮箱的发展现状

功率分支主要是指采用行星传动、两分支与多分支传动技术。在高速或者重载或者小空间等严格工况下,通常采用基于功率分支技术的齿轮箱。从齿轮强度计算出发,对基于功率分支技术的齿轮系统进行了简化分析,发现它拥有优于常规平行轴齿轮箱的诸多特点,包括可以大大降低齿轮尺寸、提高轮系承载能力、降低齿轮节圆线速度、提高结构刚性与运转平稳性等等。根据不同轮系结构形式,对目前应用的基于功率分支技术的齿轮箱进行了分类,具体包括行星轮系、中心传动多分支轮系、多级分支轮系、人字齿/双斜齿侧分支轮系、多边边缘传动轮系。并针对每种分支轮系,进行了结构与应用分析。最后,探讨了基于功率分支技术的齿轮箱关键技术——均载技术,详细总结了目前常用的功率分支轮系的均载方法,并对采用胀紧联结套来实现均载进行了介绍。     

内外花键间隙对行星轮系均载特性的影响分析

行星轮系的均载特性是其主要的性能指标之一.国内外多项研究指出,行星轮系中构件的浮动作用对于系统均载具有重要的影响.考虑太阳轮与输入轴的花键连接关系,模拟花键内外齿的摩擦和太阳轮的约束浮动,建立了输入轴花键对太阳轮的非线性支撑反力,以5行星轮传动系统为例,采用集中质量法计算了不同花键径向间隙下的系统均载系数,为行星轮系均载设计提供了依据.     

考虑结构柔性的电动轮毂NW行星传动啮合特性分析

电动轮毂传动NW型行星齿轮减速器为研究对象,设计了该NW行星传动几何参数,考虑齿圈的柔性建立了电动车轮毂驱动NW轮系啮合分析模型.研究了齿圈厚度对齿圈变形和轮系传动误差的影响规律,分析了齿轮副的啮合印痕分布,并对齿轮进行了修形研究.基于行星销轴位置误差定义分析,研究了行星销轴位置误差对行星传动均载的影响.结果 表明,齿圈厚度对齿圈变形影响较大,齿圈厚度越厚,齿圈变形越小,呈现非线性变化,且轮系的传动误差减小;轮齿修形有效地改善了轮齿啮合偏载现象;行星架销轴切向位置误差对NW行星传动均载影响较大,而径向位置误差对均载影响较小.     

封闭差动减速器齿数比的优化分配

基于等接触强度分配封闭差动行星轮系两级齿数比的设计准则,综合考虑行星轮个数、不均载系数及齿宽系数等影响因素;以其体积最优和径向尺寸最优为加权目标,编制相关程序进行了优化,并通过实例对齿数比进行验证。研究结果表明,在综合考虑行星轮个数、不均载系数及齿宽系数等影响因素的基础上,以体积与径向尺寸最优为目标的按照等接触强度进行齿数比的分配方法是可行有效的,工程实用性较强。     

基于ADAMS仿真驱动的8MW风电齿轮箱均载设计

超大兆瓦级风电增速齿轮箱的均载设计是提高功率密度的有效方法之一。针对最新研发的8MW海上风力发电增速齿轮箱,采用差动轮系与定轴轮系复合的功率分流新构型,并对其进行均载设计,以期更有效地提高其功率密度。为了缩短研发周期和节约成本,应用ADAMS软件,对初始设计建立了刚柔耦合动力学模型。将其作为功能化虚拟样机,进行真实动力学仿真,通过提取ADAMS仿真结果中的多个行星轮和均布小齿轮上的啮合力数据,分析其承载特性。为了提高系统的行星轮和均布小齿轮的均载性能,提出定轴轮系的中心外齿轮与通过连接盘联接的差动轮系的内齿圈同时浮动均载设计方案,结果表明,系统均载性能得到有效提高。该研究为高功率密度的大兆瓦级风电齿轮箱的结构详细设计奠定了基础。     

行星轮系侧隙分析理论探讨

在充分研究固定中心距齿轮副侧隙分析理论的基础上,结合行星轮系的运动特性,依据均载分析理论测算出太阳轮、齿圈的浮动量,用浮动量及行星轮位置度误差之和代替中心距极限偏差,在原有的侧隙分析理论的基础上进行必要的改进后,建立了一套适用于行星轮系侧隙的分析理论。     

一种封闭行星轮系传动分析方法

行星轮系具有结构紧凑、重量轻、体积小、传动比大、效率高等诸多优点。封闭行星轮系技术随着我国与世界发达国家的技术交流,逐渐在行业中得到重视,并发展起来。差动行星轮系的传动可以采用分解原理进行分析,文中将其运用到封闭行星轮系中,进行等效传动分解,然后对传动比进行合成,提供一种便捷的传动分析方法。     

齿轮磨损对行星齿轮均载特性影响的分析

为了研究齿轮磨损对行星齿轮传动系统均载特性的影响,考虑齿侧间隙、时变啮合刚度以及轮系的综合误差影响条件下,运用集中参数法建立了行星齿轮纯扭转多自由度的动力学模型。以均载系数作为评价指标,研究齿轮磨损对系统均载特性的影响。研究结果表明:随着行星齿轮磨损深度的增加会导致行星轮出现偏载加剧的情况。     

2K-H行星轮系均载设计浮动件选取原则

以2K-H行星轮系为对象,用解析方法研究制造装配误差条件下该行星轮系均载问题。给出载荷传递弹簧串并联力学模型,基于几何等量关系推导行星轮系均载与啮合间隙和齿轮啮合刚度的关系式。采用向量表达方法,推导制造误差和装配误差引起啮合齿对圆心偏动时、相互啮合齿对在啮合线上的间隙计算公式,依据间隙计算公式对浮动均载进行分析,得到浮动均载计算多元方程组,求解方程组给出如下结论:(1)当行星轮数n3时,基本构件浮动可以补偿制造装配误差引起的轮系偏载。(2)当行星轮数n≥4时,行星轮的误差不能够通过基本构件的浮动来补偿,只能通过行星轮的浮动来补偿。同时给出了浮动量的理论计算方法,并进行了有限元仿真,有限元仿真结果与本文理论计算结果高度一致。     

封闭行星齿轮传动系统的动态特性研究

建立了封闭行星齿轮传动系统的动力学计算模型，模型中考虑了行星轮和星轮的啮合相位，行星架的弹性变形，轮系的弹性耦合和负载惯性。用数值解法获得了系统在时变啮合刚度、偏心误差和齿频综合误差激励下的动态响应和动载荷系数的频域历程。分析了在星型轮系和行星轮系动力耦合情况下，齿轮系统的动态特性以及行星轮和星轮的载荷分配均匀性。对比了中心轮在不同的输入转速下的浮动轨迹，得出了对封闭行星齿轮传动设计有意义的结论。     

安装误差对封闭差动人字齿轮传动系统动态均载特性的影响

通过坐标变换推导出封闭差动人字齿轮传动系统各齿轮安装误差沿啮合线等效位移公式;基于集中参数理论,建立采用中间浮动构件的该型传动动力学模型;通过计算系统两级内外啮合均载系数,获得各齿轮安装误差与系统两级内外啮合均载系数关系曲线,进而分析齿轮安装误差对系统均载特性的影响。研究结果表明:在齿轮安装误差作用下,差动级均载系数大于封闭级;差动级内/外啮合均载系数随差动级内齿轮/太阳轮安装误差增加而增大,差动级内齿轮/太阳轮安装误差对差动级外/内啮合均载系数影响很小;封闭级均载系数随封闭级内齿轮安装误差增加而增大,封闭级太阳轮安装误差对封闭级均载系数影响很小;行星轮/星轮安装误差对差动级/封闭级均载系数影响很小;差动级均载系数对差动级中心轮安装误差位置角不敏感,封闭级中心轮安装误差位置角对封闭级均载系数影响较大。     

安装误差对功率三分支传动均载特性的影响

功率三分支传动系统由功率双分支闭锁轮系和行星轮系组成,为了揭示功率三分支传动系统的载荷分配机理,建立了功率闭环特性下的各齿轮扭转角位移协调条件、力矩平衡条件、弹性支承条件,得到系统的均载系数,分析了安装误差、浮动、扭转刚度对均载系数的影响。结果表明,安装误差是影响均载特性的主要因素,误差越大,均载性能越低;太阳轮和内齿圈同时浮动时,均载系数在0.96~1.04波动,载荷分配在±5%以内,可以较好的改善均载性能。     

RV减速器行星封闭差动运动分析

通过行星传动机构实例计算,分析了行星差动机构与行星封闭差动机构的区别;分析了RV减速器由一齿差摆线针轮减速器的演化过程,提出了一齿差内啮合传动中曲柄轴为负1齿太阳轮的概念并进行传动比等效计算;等效出RV减速器的功率流简图,得出各支路传动功率分配比公式,揭示了RV减速器的行星封闭差动运动实质。对RV减速器的正向设计具有指导意义。     

基于仿真模型的AT变速器行星轮系均载试验技术研究

汽车液力自动变速器的行星轮系结构紧凑,进行均载试验研究时难以直接对齿轮的受力和变形进行测试。通过建立行星轮系接触分析模型计算轮系应力分布,重点分析了行星轮系销轴和行星架所受应力情况,证明了销轴及行星架特定位置的应力与对应行星轮所受载荷呈线性关系。理论证明了综合运用销轴、行星架应力响应计算得到的应力均载系数与行星轮均载系数具有较好的一致性,并以此为依据提出了一种基于应力测试技术的汽车液力自动变速器行星轮系均载系数的试验方法。