考虑双联行星齿轮轴扭转变形的拓扑修形方法研究

针对双联行星齿轮轴在载荷作用下产生扭转变形造成行星轮系偏载、轮齿啮合冲击大等问题,提出了考虑双联行星齿轮轴扭转变形的拓扑修形方法。分析了双联行星齿轮轴扭转变形成因及其对轮系均载性能的影响,基于多体齿轮承载接触分析（PLTCA）、齿轮承载接触分析（LTCA）求解了变形下的承载传动误差与齿面载荷分配系数;利用优化智能算法求解了齿面最大修形量条件下的修形参数最优解;对所提方法进行仿真验证。结果表明,本方法能有效降低齿面单位长度载荷与传动误差幅值,一级、二级行星轮齿面单位长度载荷分别下降33.58%、21.35%,传动误差幅值下降77.74%;在减速器载荷试验台上进行实验验证,实验结果与仿真结果一致;各行星轮齿面的磨损情况均大幅改善,较好地解决了NGWN型行星轮系偏载问题,提高了设备传动精度与使用寿命。     

偏航变桨减速器单臂行星架结构分析及优化

偏航变桨减速箱一般采用多级行星传动,由于受轴向尺寸的限制,也为了加工、装配方便,多采用单臂行星架结构,但单臂行星架存在刚性较差、受力不好等缺点。利用CAE技术对偏航变桨减速箱单臂行星架进行了有限元分析,并进行了结构优化,以寻求质量轻、变形小的单臂行星架结构设计。     

复杂载荷下含缺陷薄壁内齿轮结构的应力计算

本文利用ANSYS有限元分析软件对在复杂载荷作用下含损伤槽的薄壁行星内齿轮结构进行应力分析计算,比较了完整结构和损伤结构的最大变形量和应力值,通过计算结果分析了损伤槽对整个结构的影响,并提出了对损伤结构修复方案.     

90m自升式海工辅助平台提升齿轮箱行星架强度与疲劳分析

自升式海工辅助平台提升齿轮箱主要结构为行星齿轮传动,如何评价与分析行星架的结构强度与疲劳寿命是设计这类齿轮箱的关键所在。文中利用Masta、ABAQUS以及FEMFAT等软件对第三级行星架结构强度与疲劳寿命的分析过程进行了阐述。分析结果表明,所阐述的方法是可行的,这种方法为类似齿轮箱行星架疲劳寿命与结构强度的设计提供了参考依据。     

大型风电齿轮箱行星架结构分析及优化

随着风力发电机组向大型化发展,对齿轮箱寿命和可靠性的要求也越来越高,对风电增速箱结构件进行计算分析也显得越来越重要.文中利用CAE技术对大型风电齿轮箱行星架进行了有限元分析,探讨了行星架各截面的应力和变形规律,并进行了结构优化,以寻求质量轻、受载变形小的行星架结构设计.     

机械手减速器行星架组仿真与试验研究

针对机械手关节处精密行星减速器行星架组常出现的强度不足、疲劳损伤及其影响减速器寿命等问题。本研究以PM90系列精密行星减速器为例,首先考虑行星架与行星轮轴采用过盈连接,结合该减速器工作原理等建立三维模型并进行受力计算;其次应用ANSYS Workbench软件分析静态特性并确定应力、变形及固有频率的分布情况;再次根据分析结果,使用nCode/design life分析疲劳损伤并作寿命预测;最后对装配该行星架组的减速器进行疲劳寿命试验。结果表明,试验所得结果验证了仿真的正确性,提出的研究分析为行星架组的优化提供了科学的理论依据。     

重载行星齿轮减速器输出结构改进

我厂生产的ZKL3型行星齿轮减速器,其输出轴额定转矩为180kN·m,主要配套于JK型矿井提升机,在用户使用一段时间后反馈减速器输出结构失效——输出轴与行星架相联接的安全销及压紧螺栓断裂。针对此问题,我们通过对其输出结构的分析,结合生产实际情况,给出了一种适合于重载条件下的输出行星架结构。     

基于ANSYS的采煤机截割机构行星架的优化研究

针对某型采煤机在应用中频繁出现行星架断裂、应力集中突出的问题,利用ANSYS仿真分析软件对其行星架结构进行仿真分析,根据分析结果针对性地提出结构优化方案。通过对优化后的行星架进行分析,结果表明,优化后行星架工作时的应力降低了约41.4%,其优化后的结构强度提升了约31%;通过对优化后的行星架的实际验证,表明该结构完全满足井下恶劣的工作环境,极大地提升了采煤机工作时的稳定性和可靠性,具有极高的应用推广价值。     

基于VDI循环下叉车货叉架疲劳优化及试验验证

针对某型3.5t叉车货叉架疲劳断裂问题,在建立货叉架有限元模型基础上,运用拓扑优化法对货叉架进行结构优化,优化后的货叉架关键部位最大应力降低了33.64%。再以静态分析结果为基础,以VDI(德国工程师协会)循环实测的载荷谱为依据,基于Miner疲劳理论,对优化前后的货叉架有限元模型进行疲劳仿真分析,优化后的货叉架疲劳寿命是优化前的3.48倍。疲劳试验结果满足企业要求,该优化方法对货叉架结构优化设计具有一定的参考价值。     

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.     

汽车车轮弯曲疲劳试验分析研究

针对车轮动态弯曲疲劳试验, 对车轮结构在三种作用力( 螺栓预紧力、离心力和试验弯矩)下的应力分布情况,分别进行有限元分析,可以有效反映离心力对车轮结构应力分布的影响,以及动态弯矩作用下车轮结构的危险点和应力分布的变化情况.结构危险点的计算应力反映该处的应力集中程度.进行螺栓孔变形试验,验证螺栓预紧力作用下螺栓孔变形量的有限元计算结果.对车轮结构危险点进行静态和旋转一周的实验应力分析,验证动态弯矩有限元分析结果.分析表明,采用材料线性有限元分析并不能有效模拟螺栓孔变形量,离心力对车轮结构应力分布影响不大,可以忽略,动态弯曲疲劳试验中,车轮结构各点承受的是非对称应力循环,弯曲试验的动态弯矩有限元分析能较好地模拟出车轮结构的应力水平,给后续的疲劳寿命分析提供更可靠的依据.     

薄煤层采煤机行星机构强度分析

基于刚柔耦合多体系统动力学和疲劳累积损伤理论,通过多软件构造协同仿真平台建立了以行星机构为柔性件的薄煤层采煤机多体模型。通过对模型进行动力学仿真分析发现:截割部行星架主要发生弯曲变形和扭转变形,主应力值均在其材料的许用应力范围之内,强度方面满足要求,可靠性较高;牵引部行星架输出端花键根部与退刀槽连接处受力较大,存在局部应力集中现象。对动力学仿真结果中行星机构关键节点的原始载荷谱进行雨流计数和外推处理后,分析其疲劳寿命,得到了疲劳寿命循环次数和疲劳寿命云图。分析结果为研究复杂条件下结构的动应力分布和疲劳寿命提供了新的方法。     

采煤机行星架的结构性能的分析与优化

以采煤机结构组成为基础,通过采用PROE和ABQUS软件建立采煤机行星架的仿真模型,对行星架使用过程中的结构特性进行仿真分析研究。结果表明,行星架在运行过程中,在较多位置出现了应力集中、应力及结构变形分布不均匀等现象,并由此对行星架结构提出了优化改进建议。该研究可对掌握采煤机行星架的变化规律、提高采煤机的生产效率以及后期进一步开展采煤机的其他关键部件性能研究提供研究思路。     

考虑行星架柔性时行星轮传动系统均载特性分析

介绍了SIMPACK中柔性体文件生成流程以及齿轮切片处理原理及相关用途;以某7MW风电齿轮箱为例,在SIMPACK软件中建立其一级行星轮系多体动力学模型;建模过程中将行星架考虑为柔性体,并对齿轮作切片处理,分析行星轮系统在额定输入功率、额定转速工况下行星架变形,以及由于行星架变形造成的齿轮不均载特性。研究发现,当使用精确的行星架三维模型,并考虑行星架柔性时,受齿轮啮合力变化以及齿轮变形的影响,不同行星轮销轴两端行星架变形量不同,总体上输入端扭转变形量大于输出端;并对比行星架变形和齿轮均载系数,发现行星架扭转变形主要影响齿轮齿向不均载系数,对齿间载荷分布影响很小。研究结果可为行星架结构优化设计提供依据。     

大功率风电增速器行星架疲劳寿命分析与结构优化

建立大功率风电增速器行星架三维模型,计算单位静载荷作用下行星架的应力应变;依据德国劳埃德船级社规范(GL2010),给出风电增速器行星架部件的S-N曲线的拟合方法;应用Miner线性积累疲劳损伤理论和雨流循环计数法,对风电增速器行星架进行疲劳寿命分析,得到风电增速器行星架的疲劳寿命。通过对行星架疲劳寿命结果的分析,并对局部结构进行优化,为大功率风电增速器行星架的疲劳寿命分析以及设计提供参考。     

斜齿轮轴疲劳寿命分析及结构优化

某煤矿大型提升机械减速机高速斜齿轮轴发生断裂,采用ANSYS软件对斜齿轮轴进行静强度分析,确定其断裂原因是疲劳断裂,之后用ANSYS/FE-SAFE疲劳软件对斜齿轮轴进行疲劳寿命分析,并在此分析基础上对斜齿轮轴进行结构优化,保证安全生产.     

风力发电机叶根螺栓的疲劳分析

为保证风力发电机螺栓套预埋式叶根连接既不会在最大载荷下发生静强度断裂,也不会在循环载荷下发生疲劳破坏,在设计叶根时,需要进行螺栓疲劳分析。建立叶根螺栓的有限元模型,对叶根螺栓进行疲劳计算,得到叶根螺栓外部载荷与应力之间的关系曲线,进而通过疲劳损伤计算程序得到螺栓的疲劳损伤值,确认不同预紧力对叶根螺栓疲劳损伤的影响。     

EMA行星架多目标优化与疲劳可靠性分析

为提高机电作动器传动部件静动态性能、耐久性和可靠性,对电传飞机襟翼EMA行星架进行了多目标优化设计与疲劳可靠性分析。首先结合工作原理、应用要求、实际工况建立了行星架数学模型并进行了受力分析与计算;其次应用ANSYS软件分析了静动态特性并确定应力、变形以及固有频率分布情况;再次依据分析结果,采用基于响应面法的多目标遗传算法进行了优化设计与灵敏度分析;最后对优化后的行星架进行静动态性能对比与疲劳可靠性分析。结果表明,优化后行星架总体性能明显提高,在保证静动态性能要求前提下实现了结构轻量化,并满足疲劳寿命和可靠性要求。     

大型风力机桨叶螺栓断裂失效分析及优化研究

针对某风场风电机组桨叶螺栓批量断裂的问题,为分析其是否由于疲劳损伤导致的断裂,采用了有限元仿真和现场实验测试对比分析的方法,研究了桨叶螺栓连接系统的刚度行为和桨叶螺栓的疲劳寿命。将桨叶螺栓疲劳寿命计算结果与桨叶螺栓断口分析相结合,确认了桨叶螺栓断裂原因是由疲劳损伤所致;提出了降低桨叶螺栓刚度以改善其疲劳寿命的方法,设计了细杆螺栓优化方案并进行了现场实施与验证。研究结果表明:桨叶螺栓疲劳断裂位置主要集中在前缘±45°范围以内,与仿真分析结果一致;改进后的细杆螺栓方案使得桨叶螺栓的应力幅值下降13%左右,现场应用明显改善了桨叶螺栓断裂情况。     

基于ANSYS对EBZ260掘进机减速器结构强度的分析研究

根据掘进机结构和性能参数的要求,以EBZ260型掘进机减速器为研究对象,建立行星减速器有限元分析模型,在仅考虑切向作用载荷情况下,计算了心轴、行星轮、内齿圈的应力分布情况.根据计算的结果可知减速器最大应力为449.6 MPa,最大变形量0.091 9 mm,最后对行星轮提出优化改进方案,研究对提高设备使用寿命具有重要意义,对减速器结构强度的研究具有积极参考价值.