考虑制造误差的人字齿行星传动均载特性

以人字齿行星齿轮传动系统为研究对象,基于齿轮系统动力学理论和牛顿运动定律,考虑各构件制造偏心误差和齿廓误差、时变啮合刚度、轴承支承刚度以及陀螺效应等因素,运用集中参数法建立考虑人字齿轮实际结构特点的该型传动弯-扭-轴耦合动力学模型;通过计算在不同浮动方式下的系统均载系数,获得太阳轮偏心误差以及齿廓误差与系统均载系数关系曲线,进而分析在不同浮动方式下制造误差对人字齿行星传动均载特性的影响;同时对比分析在有太阳轮浮动和非浮动情况下,太阳轮的径向浮动能力。研究结果表明:制造误差和构件浮动对人字齿行星传动均载性能有显著的影响,构件浮动可以明显地改善系统均载特性,并且系统均载系数随制造误差的增加而增大;与非浮动情况相比,浮动太阳轮时太阳轮中心径向位移量明显较大,提高了太阳轮浮动能力。     

考虑构件浮动人字行星齿轮传动系承载接触分析

针对单排人字行星齿轮的轴向自由窜动受太阳轮与齿圈限制及其齿面接触间隙、力的耦合特点,提出考虑构件浮动的齿面承载接触分析数值方法,为重要应用场合人字齿功率分支系统的齿面设计、分析提供理论参考。该方法以啮合理论、有限元及优化方法为基础,建立内、外齿轮副瞬时啮合齿对的变形协调、啮合总力平衡、构件径向和轴向浮动下行星轮的力学平衡等方程;将各齿轮副左、右齿面的精确几何与力学特性紧密融合,更能够反映齿面分布力系的相互耦合作用,仅需一次有限元数值计算可快速获得齿面载荷、承载变形、浮动位移和均载系数等。结果表明：中心轮的径向浮动保证行星轮之间载荷均匀,而行星轮左、右齿面的均载性与其轴向自由窜动位移相关,当行星轮轴向浮动前的内与外啮合副轴向力方向相反即行星轮整体轴向力被抵消大部分时,则浮动后的行星轮的轴向窜动位移较小,其左、右齿面均载性能无大的改善;反之,当行星轮轴向浮动前的两齿侧轴向力方向相同时,则其浮动后的轴向窜动位移相对较大,左与右齿面均载性有较大改善。浮动后的承载传动误差幅值及均值减小,且各内、外齿轮副的几何传误差或均载系数或轴向力数值规律基本相同。从结构上保证行星轮的轴向自由窜动是改善人字齿行星传动系左、右齿面偏载的关键。     

行星齿轮传动均载问题的研究

行星齿轮传动只有在载荷分配均匀情况下才能发挥传动比大、结构紧凑、效率高、承载能力大、传动平稳等优点.阐述了行星齿轮传动均载问题在国内外的研究现状、行星轮间载荷分配不均的原因、常用的均载方法,指出了行星齿轮传动均载问题需要进一步研究的几个问题.     

含有浮动组合内齿圈的人字齿行星齿轮系统静态均载特性

基于集中参数法,建立含有浮动组合内齿圈的人字齿行星齿轮传动系统静态均载计算模型,并针对其进行静态均载特性行为的理论研究。考虑时变啮合刚度、各构件偏心误差激励、中心构件浮动等影响因素,并利用傅立叶级数法求解系统载荷平衡方程,定性地分析各构件偏心误差、中心构件浮动方式及浮动量、柔性内齿圈扭转刚度等参数对系统静态均载特性行为的影响。研究结果表明：系统均载系数随着偏心误差的增大而增大,构件偏心误差共同作用对均载系数的影响比构件偏心误差单独作用时的影响大;柔性内齿圈扭转刚度的改变对太阳轮、内齿圈的浮动量及系统的均载系数均有影响;含有浮动组合内齿圈的人字齿行星齿轮系统较一般人字齿行星齿轮系统有更好的均载效果。     

风力发电机行星传动增速系统动态均载研究

针对某型号风电增速箱行星传动系统建立了行星传动系统的扭转动力学模型,运用拉格朗日函数和当量误差的原理推导了系统的动力学方程并对非线性方程组进行了求解,得到了系统各基本构件在给定激励下的响应;计算了太阳轮的浮动量和各基本构件之间的动态均载系数,绘制了均载系数的变化曲线.计算结果对增速箱行星轮系的动态均载性能给出定量的分析,也可以为行星轮系的优化设计提供参考.     

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.     

内齿行星齿轮传动动态特性的研究

对内齿行星齿轮传动进行了分析,在确定基本假设的基础变形的协调条件,建立起动力分析模型,对该模型进行了动力学、运动学分析,并讨论了参数对其动态性能的影响。     

非等模数非等压力角行星齿轮系的动力学均载特性

考虑由各齿轮的偏心误差和齿频误差引起的内部激励,建立了非等模数非等压力角NGW型行星齿轮系的动力学微分方程,应用Fourier级数法求解方程,并给出了动载系数的表达式.在此基础上,将其与等模数等压力角齿轮系的均载效果进行比较,并讨论了太阳轮分度圆压力角、齿轮误差、太阳轮转速对该系统均载特性的影响.计算结果表明:设计非等...     

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.     

偏心与安装误差对封闭差动人字齿轮传动系统静力学均载特性的影响

基于集中参数理论,建立了采用中间浮动构件的封闭差动人字齿轮传动系统静力学模型．通过计算载荷不均匀系数,获得了齿轮偏心误差、安装误差与载荷不均匀系数间的关系曲线,进而分析了偏心与安装误差对传动系统均载特性的影响．结果表明: 各行星轮/星轮偏心误差的初相角相同时,行星轮/星轮的偏心误差对系统两级载荷不均匀系数没有影响; 与差动级行星轮不同,安装误差引起的封闭级各星轮载荷不均匀系数不随时间变化; 差动级的载荷不均匀系数大于封闭级,且对误差较为敏感．     

内齿行星齿轮机构的弹性动力学仿真

建立了内齿行星齿轮传动运动副及零件的弹性变形协调条件和弹性动力学分析方程．利用模态叠加法和封闭算法对动力学方程进行了仿真,仿真中对截断模态对系统动力学响应的影响进行了拟静态修正,计算了机构中输入轴行星轴承、输入轴箱体支承轴承、支承轴行星轴承和支承轴箱体支承轴承的载荷,以及在两个所谓“死点位置”的载荷．结果表明,在这两个位置,轴承载荷并不很高,即“死点冲击”并不存在．还计算了传动系统的固有频率．     

渐开线少齿差传动的轮齿载荷研究

与一般齿轮传动不同,在渐开线少齿差传动中存在多齿同时接触现象,因而其载荷分配系数要小得多.本文在对几何关系、轮齿变形和制造误差进行分析的基础上,建立了描述多齿啮合状态的数学模型.计算表明,同时啮合齿对的数目一般不大于5对,载荷分配系数随齿数和载荷集度的增加而减少.本文给出了不同载荷集度、不同传动参数下载荷分配系数的均值和标准差,可用以确定轮齿载荷的分布特征.本文的结论得到光弹性实验的验证.     

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。     

基于CAE仿真的行星齿轮减速器行星齿轮载荷分布特性研究

研究一种高效精确求解行星齿轮系统,在有误差情况下系统的不均载力学特性。应用有限元软件ABAQUS的PYTHON参数化设计语言,对含有5个行星齿轮的新能源汽车行星齿轮减速器,进行齿轮系统基于六面体网格单元的的参数化有限元建模;利用非线性接触分析方法求解减速器系统在有零部件制造和装配误差情况下,分析系统中行星齿轮的载荷分布特性,包括误差大小对不均载的影响,太阳轮输入载荷对不均载的影响。有限元分析结果与参考文献中的试验结果具有完全一致的结论,从而证明了分析方法的正确性。所提供的方法可以方便求解行星齿轮传动系统的不均载系数,对提高行星齿轮设备整机传动性能、寿命及新产品开发具有重要意义。     

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。     

2K-H行星齿轮传动非线性动力学

为研究2K-H行星齿轮传动在外扭矩作用下受齿轮副啮合综合误差激励的非线性动力学特性,建立了间隙型非线性动力学模型,其中考虑了齿侧间隙和时变啮合刚度。用自适应变步长Gill数值积分方法对系统的动力学微分方程进行求解。以3行星轮的2K-H行星齿轮减速器为算例,得到系统在不同参数条件下的简谐、非简谐单周期、次谐波、准周期和混沌稳态强迫响应。利用时间历程、相平面、Poincaré映射以及Fourier频谱,表明行星齿轮传动由于齿侧间隙存在会呈现丰富的强非线性动力学行为。