行星传动中薄壁齿圈稳态动响应研究

以功率分流式行星减速器中薄壁齿圈为研究对象,利用ANSYS构建了结构的有限元模型,并采用模态叠加法计算其在动态啮合力作用下的结构动响应,得到了额定工况及行波共振情况下齿圈节点位移及动应力响应的时域历程,对节点位移动响应中的频率成分做出了分析.就齿圈转速、与齿圈啮合的行星轮个数及齿圈厚度对其动响应的影响做出了讨论,为齿圈结构的设计提供了理论依据.     

人字行星传动内齿圈结构稳态响应分析

以某人字行星传动系统为例,采用Pro/E软件建立了内齿圈结构参数化模型,利用Ansys软件计算了轮体结构前25阶固有频率和振型.为了解决目前商用软件在求解结构稳态响应时,无法考虑载荷作用点也随时间周期变化的问题,采用模态叠加法进行结构循环瞬态计算,结合外部稳态判断程序求得在系统动载荷作用下,内齿圈结构不同轮缘厚度下的稳态动位移和动应力响应,为相关齿轮结构设计、修改提供依据.     

考虑柔性齿圈的节点外啮合行星齿轮均载特性分析

建立一种考虑摩擦力、时变啮合刚度及阻尼、综合啮合误差及内齿圈柔性的节点外啮合行星齿轮平移-扭转动力学模型。推导系统多自由度的动力学微分方程组并采用四阶-五阶Runge-Kutta法求解方程,得到系统的振动响应。分析柔性齿圈、摩擦力以及节点外系数对系统均载特性的影响。研究结果表明:表面摩擦力是系统内部激励源,会加剧系统振动,而对于节点外啮合行星齿轮,在啮合过程中摩擦力不换向,改善系统的振动。行星齿轮系统采用具有一定柔性的齿圈会提高系统内啮合载荷分配的均匀性,对于节点外啮合行星齿轮而言,均载系数随着节点外系数的变化呈现"U"型变化趋势。     

行星齿轮传动柔性齿圈齿根动应力计算及光纤光栅检测方法

为有效提取行星齿轮传动系统柔性齿圈齿根动应力,综合考虑系统动力学特性,提出了一种内齿圈动应力的计算方法。在计算中,计入行星齿轮传动系统各部件的耦合关系,建立了行星齿轮传动系统平移-扭转耦合动力学模型,提取系统动载荷时域历程。采用有限元方法建立齿圈结构动力学分析模型,将内齿圈各轮齿啮合区划分出n条接触线,并用轮齿承载接触分析(LTCA)方法确定齿间载荷分配关系。运用模态叠加法对内齿圈动力学方程解耦,采用Newmark-β法逐次积分,计算了不同载荷下内齿圈齿根动应力。与Kahraman等仿真算法以及实验结果对比,结果表明:齿根应变在一个啮合周期中,经历了单齿受压、双齿拉压以及单齿受拉3个波动过程,与光纤光栅检测结果一致,并且在不同负载下,测量误差均小于10%;行星轮与内齿圈啮合至支撑位附近时,在支撑位置两侧形成反向对称变形趋势,应力呈现出对称分布,行星轮啮合位置远离内齿圈支撑位时,啮合位置应力明显增大,齿槽结构对齿圈齿根应力影响显著。     

风电变桨行星减速机的动力学性能仿真

利用虚拟样机技术对1.5 MW风电变桨行星减速机进行运动学、动力学仿分析,并在此基础上对箱体进行有限元模态分析。用接触力模拟齿轮啮合力的方法得出了行星减速机3级内齿圈的动载荷时域、频域变化规律,并对第3级内齿圈进行动载荷齿面接触强度校核。研究结果表明:减速机传动比仿真结果与理论计算结果相差仅为0.01,验证了建模方法的正确性;该行星传动属于具有较高可靠度的行星传动;在额定工况下,箱体固有频率与各内齿圈内齿啮合频率相差较大,不会发生共振现象。     

内齿圈结构类型柔性及均载与动载特性对比分析

随着工业的发展,对于行星传动系统均载和动载亦提出了更高的要求,在传统的内齿圈结构的基础上薄壁柔性内齿圈及采用弹性支撑等类型的柔性内齿圈得以设计与应用。各类型内齿圈的结构特点与柔性差异及对系统均载和动载的影响甚少有文献报道,造成了系统传动构件在设计选用时的盲点。通过搭建各内齿圈结构有限元模型,对比分析了各内齿圈的结构特点与柔性差异,结合行星传动系统动力学模型,获得了考虑系统误差时不同内齿圈结构下系统均载系数和动载系数的差异。分析表明传统内齿圈的柔性最差,系统的均载系数和动载系数较采用柔性内齿圈结构明显偏大。薄壁柔性内齿圈结构的均载效果最好且波动平滑,但系统的各支路的动载系数波动增大。弹性销内齿圈结构综合时变啮合刚度波动剧烈,处于销钉位置时刚度明显增大,系统的均载系数降低且杂乱无章,动载系数增大。     

齿顶修形行星轮系啮合刚度分析

以含有太阳轮减重孔、齿圈固定孔、柔性系杆的行星轮系为研究对象，基于ANSYS软件，建立了考虑实际结构的修形行星轮系有限元模型.基于该模型，研究了齿顶修形以及减重孔、齿圈轮缘厚度、柔性系杆等齿轮结构对行星轮系时变啮合刚度的影响.研究结果表明:齿顶修形改变了啮合刚度曲线的形状和数值大小;减重孔增大将导致啮合刚度减小而齿圈支持率变大使啮合刚度增加;同时，系杆越柔，行星轮系啮合刚度波动越小.研究结果可为实际生产中考虑修形的行星轮系设计提供理论依据.     

不同工况下钢塑齿轮组合行星传动的振动特性实验研究

为了了解不同工况下钢塑齿轮组合行星传动系统的振动特性,对行星传动系统中的内齿圈,行星轮和太阳轮依次用塑料材料制造的齿轮进行替换,从实验方面研究不同转速和载荷对其振动特性的影响。实验研究分析结果表明:依次用塑料材料制造的齿轮置换内齿圈,行星轮和太阳轮后对行星齿轮传动系统的振动特性影响很大,合理地引入塑料齿轮可以极大地降低啮合动载荷,从而有效地抑制传动系统的振动和噪声。     

考虑齿圈柔性的行星传动系统固有特性与灵敏度研究

为有效地模拟行星齿轮传动系统齿圈结构柔性,采用有限元方法建立了齿圈结构模型,依据啮合力与内齿圈的变形协调关系建立了传动系统刚-柔耦合动力学模型,求解了系统固有频率与振型,阐述了耦合系统固有频率的分布规律,依据系统振动特征,将系统振型划分为6种振动模式。计算了系统刚度对各阶固有频率的灵敏度,可作为行星传动系统振动抑制的依据,分析了系统扭转振动随太阳轮扭转刚度和太阳轮与行星轮啮合刚度的变化规律,讨论了齿圈厚度对系统固有频率分布、子系统耦合阶次与振动模式的影响,发现系统固有频率均会在齿轮子系统扭转振动频率位置出现,但随着齿圈厚度的增加,与之耦合的齿圈振动模式则逐渐由高阶节径振动逐渐降低,系统一阶振型也会由齿圈节径振动模式转变为齿圈刚体振动模式。     

太阳轮偏心误差对人字齿行星传动动态特性影响

以人字齿行星齿轮为研究对象,考虑人字齿轮实际结构,基于集中参数理论,建立计入各个构件轴向振动的人字齿轮行星传动广义动力学模型,建模中考虑制造偏心误差和齿廓误差、轴承支撑刚度、轮齿时变啮合刚度和陀螺效应等影响因素.该模型可用于具有不同类型制造误差和任意数目行星轮的人字齿行星传动振动性能分析.采用数值算法求解系统受迫振动响应,分别分析了时域和频域动态响应.以太阳轮制造偏心误差Es为例,着重研究Es对人字齿行星传动动态特性影响规律.结果表明:制造误差Es增强了人字齿行星传动系统中的动态响应以及动态啮合力的波动.     

基于 SolidWorks Simulation 对齿轮油泵齿轮轴的疲劳分析

齿轮轴是齿轮油泵核心零件之一，为研究其结构的优劣对齿轮油泵使用寿命的影响。首先利用Solid-works软件建立齿轮油泵三维实体模型；然后在定义设计疲劳曲线（ S－N曲线），利用Solidworks Simulation插件对齿轮轴进行疲劳分析，最终得出齿轮轴的对等应力等相关数据，进行有限元分析。研究结果表明，该研究为预测齿轮油泵的疲劳寿命提供了理论依据。     

齿轮变位系数的优化选择

本文通过讨论选择齿轮变位系数所要满足的限制条件和质量指标要求，研究了建立优化选择变位系数数学模型的方法，并以实例进行了验证，取得了令人满意的结果。     

影响齿轮传动平稳性检验组的选择

本文分析了影响传动平稳性指标的误差来源,针对不同加工方法,探讨利用简便量具采用检验组的方案。     

渗碳齿轮钢残余内应力的研究

为了探讨残余内应力、接触疲劳强度间的关系,用化学剥层法在X射线应力仪上测定了失效前后经不同渗碳工艺处理的几种渗碳齿轮钢的残余内应力分布.测得渗碳层的残余内应力均为压应力,并且沿渗层呈现一个波峰、两个波谷的复杂分布;分析认为失效后残余内应力的释放程度与渗碳层碳的浓度梯度有关,对碳钢来说,在一定有效层深范围内(＜1.0 mm)残余压应力对材料的接触疲劳强度有有益的作用.     

渐开线内齿轮成型磨削砂轮修整方法

成形法磨齿的关键因素是成型砂轮的修整.本文介绍了一种渐开线内齿轮成型磨削的砂轮修整方法.根据渐开线的形成原理,采用金刚轮作为修整工具,用数字控制方式完成修整运动.通过数控程序可实现对不同齿数和模数的任意参数渐开线齿形的修整.     

摩托车五档齿轮毛坯的温挤成型

本文介绍了ＨＫ２５０摩托车五档齿轮毛坯的温挤成型工艺、模具及实验情况，从而为五档齿轮的成型提供了新的工艺方法．     

动态仿真在滚刀代用中的应用

工程机械齿轮加工中,滚刀的地位尤为重要,采用常规定制专用滚刀模式,面临成本高、周期长的问题。以工程机械终传动配对齿轮为例,阐述了动态仿真在加工齿轮轴新产品滚刀代用中的应用,为公司加快新产品开发提供了思路。     

齿轮光弹性应力分析的最小二乘法

本文给出了一种从光弹性数据中求解齿轮平面应力分析的方法——最小二乘法。此法与传统的剪力差法相比,不仅可同时获得应力摸型的全部解,且不出现积累误差,从而获得了较高的测试精度。