混合动力两级行星机构动力耦合系统动力学建模及分析

以基于双转子电机的混合动力传动系统的两级行星齿轮机构动力耦合系统为研究对象,考虑前后两级行星齿轮机构的齿轮副啮合刚度、中心构件的扭转支撑刚度、连接部分的扭转耦合刚度、各构件惯性等基本因素,详细推导并建立两级行星齿轮耦合系统的纯扭转动力学模型。利用两级行星齿轮机构的有关参数进行特征值问题求解,得到系统整体模型的固有特性,按照振型特点把系统的振动形式划分为三种模式:整体扭转振动模式、前排行星轮振动模式和后排行星轮振动模式。在整体模式下固有频率为单根,系统各构件均以一定幅度做扭转振动;前、后排行星轮模式下固有频率均为二重根,且除了其自身外,其他构件均无振动。归纳分析得到的各振动模式特征与前人有关结论相吻合。同时指出连接部分的耦合刚度对系统振动特性的影响,并作了初步分析。     

中心构件浮动对行星传动系统均载特性的影响

为探讨2K-H行星齿轮传动系统的均载性能,建立了考虑时变啮合刚度、综合啮合误差等非线性因素的平移-扭转耦合动力学模型,推导了系统的无量纲化18自由度的微分方程组。通过求解微分方程组,分析中心构件的支承刚度以及间隙浮动对行星轮系均载性能的影响。结果表明,在一定范围内,随着中心构件支撑刚度的减小与轴孔间隙的增大,构件的浮动量增大,系统的均载系数减小。     

兆瓦级风电齿轮增速箱动力耦合系统动力学建模及分析

以载荷分流式两级行星加一级平行轴风电齿轮增速箱为研究对象,考虑了低速级、中速级和高速级上行星齿轮机构和平行轴齿轮的啮合刚度、支撑刚度、扭转耦合刚度,建立了考虑径向和扭转偏差的动力学模型。分析该模型的固有特性,将振型分为位移振动模态和扭转振动模态,并得到各模态振动特点。改变各级之间扭转耦合刚度数值大小,得到了扭转耦合刚度数值变化对低速级与中速级和中速级与高速级之间耦合振动状态的影响规律。通过改变各级之间构件的连接方式,可以减小或者避免各级齿轮在耦合振动工况下运行。     

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。     

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。     

3K-Ⅱ型直齿行星齿轮传动的固有特性

为揭示3K-Ⅱ型直齿行星齿轮传动的固有特性,建立该类传动系统在系杆随动参考坐标系下的平移-扭转耦合动力学模型.模型设定系统中每个构件均拥有3自由度,并计入各构件的支承刚度、轮齿时变啮合刚度和陀螺效应等影响因素.通过分析各构件间的相对位移关系,推导出系统的运动微分方程,进而求解其特征值问题即可获知系统的固有频率和相应振型.固有特性分析表明,3K-Ⅱ型行星齿轮传动具有与2K-H行星齿轮传动类似的三种典型振动模式,即扭转振动模式、平移振动模式和行星轮振动模式.列出三种典型振动模式下传动系统的运动特征.     

多级行星齿轮传动静力学均载研究

建立了NGW型行星齿轮传动系统的计算模型,针对行星齿轮的制造及安装误差,运用了当量啮合误差原理,计算了系统的均载系数,并分析了不同浮动构件类型及误差对均载的影响。分析结果表明,构件的浮动可以实现均载,两个构件的联合浮动比单独浮动更有利于改善均载;齿轮的制造和装配误差对行星轮均载性能起作用,其中太阳轮误差对均载影响最大。     

啮合误差及相位角对复合轮系均载特性的影响分析

以复合行星轮系为研究对象,建立了含时变啮合刚度、齿侧间隙和传递误差的复合行星传动系统平移-扭转耦合非线性动力学模型,并分析了安装误差和偏心误差及其相位角对系统均载特性的影响。结果表明,中心构件的安装误差和偏心误差对各行星轮产生均等的周期性影响;行星轮的安装误差会导致行星轮出现持续偏载,但是其偏心误差会使均载系数出现周期性变化;当行星轮的安装误差相位角朝同等方向以及分布在相啮合的行星轮对上时,均载系数较小;偏心误差分布在齿数相差较大的齿轮上时,系统均载性能较好;行星轮误差对称分布能有效降低误差对均载系数的影响。     

误差对行星传动系统均载特性影响分析

建立了考虑时变啮合刚度和齿侧间隙的行星轮系非线性平移扭转耦合动力学模型,分析了误差及误差相位角分布在单个或多个构件上时系统的动态均载特性变化情况。结果表明,中心构件的安装和偏心误差以及行星轮的偏心误差使均载系数周期变化;行星轮的安装误差使啮合副出现持续的偏载,且其误差相位角沿切向分布时系统的不均载现象最严重;行星轮的误差对均载系数影响最大,应尽量避免误差分布在行星轮上;误差作用在相邻行星轮上时,均载性能比作用在不相邻的行星轮或单个行星轮上好;各行星轮的误差和相位角分别相等时,其对均载系数的影响可大大降低。     

行星齿轮传动系统固有特性与动态响应分析

建立行星齿轮传动弯曲-扭转耦合动力学模型,模型设定系统中每个构件均有3个自由度。通过分析各构件间的相对位移关系,列出其运动微分方程,通过求解其特征值,获得系统的固有频率和相应的振型。由振型坐标分析可知系统有三种振动模式:中心轮横向振动、中心轮扭转振动、行星轮振动。采用Newmark积分法对行星传动弯曲-扭转耦合动力学模型进行求解,获得啮合力动态响应,并考察载荷变化对动态响应的影响。