大型船用齿轮箱的模态分析及结构优化

针对某型号大功率船用齿轮箱体的工作特性,基于NX平台建立了齿轮箱体的有限元分析(finite element analysis,FEA)模型,完成了船用齿轮箱体的固有频率和相应各阶模态振型的数值计算,并分析模态振型对箱体性能的影响,在保证不产生干涉的前提下,对箱体增设了加强筋结构,使得箱体刚度进行合理分配和平衡,达到箱体结构优化的效果。结果表明优化后的箱体总体刚度大大提高,振动明显降低,齿轮箱体的综合质量及工作稳定性得到提高。     

汉斯齿轮箱小型化研究

汉斯齿轮箱具有性能先进、结构紧凑和重量轻等优点。文中提出了减轻汉斯齿轮箱的齿轮、轴、箱体和离合器重量的一些方法,为齿轮箱的小型化设计提供了有效途径。该小型化设计方法对广大机械设计工作者具有一定的参考价值。     

粒子群优化的神经网络在故障诊断中的应用

为提高齿轮箱故障诊断性能，建立了以齿轮箱振动信号的时频域特征为输入，以齿轮箱的主要故障形式为输出的神经网络。采用粒子群优化算法代替反向传播算法来训练神经网络的权重和阈值，利用训练后的神经网络对齿轮箱进行了故障诊断，并比较了基于粒子群优化算法与BP算法的诊断结果。结论是基于粒子群优化算法神经网络具有较好训练性能，收敛速度快，迭代步数少，诊断精度高，具有良好的故障识别率。     

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.     

基于ANSYS的齿轮箱油底壳有限元建模和结构优化

介绍了有限元分析流程和优化计算流程,讨论了建模中应注意的几个问题,并以某船用齿轮箱油底壳为研究对象,在ANSYS中建立以壳单元为基本单元的油底壳有限元分析模型,分析了该油底壳的前10阶固有频率,并以第一阶自然频率为目标,对油底壳模型进行外形优化。     

风电齿轮箱振动响应研究

以某2.5 MW风电齿轮箱为研究对象,建立动力学仿真模型,对齿轮箱在高速级齿轮啮合激励下的振动响应进行分析.通过改变齿轮修形参数、齿轮宏观参数、齿轮和箱体结构,提出减小齿轮箱振动的优化方案.优化方案经试验验证有效,可以作为解决类似振动问题的参考.     

增速齿轮箱行星架有限元分析及结构优化

以轻量化设计为目的,在满足强度和刚度的条件下,对增速齿轮箱的行星架进行结构优化设计。首先运用有限元方法对行星架进行强度和刚度分析,并选择对行星架质量有重要影响的结构尺寸为设计变量;然后利用高端网格变形软件建立行星架的网格参数化模型,进而建立以减轻质量为目标的行星架优化模型。最后结合Isight多学科优化软件进行优化分析,得出了合理的行星架轻量化结构尺寸。对优化后的行星架进行模态分析,其固有频率完全避开了啮合频率,确保不会发生共振现象。     

基于SIMP及应变能理论的高速动车齿轮箱结构优化

为获得高速动车齿轮箱最优结构设计方案,针对目前国产高速动车牵引齿轮箱箱体特点及存在的问题,基于SIMP(solid isotropic material with penalization)材料插值模型及应变能理论,利用软件HyperMesh中的拓扑优化与形状优化模块对动车齿轮箱箱体结构进行拓扑优化和局部形状优化.优化结果表明:优化后的动车齿轮箱结构的最大变形和最大应力有大幅度降低,能有效提高齿轮箱箱体的刚度和强度.文中结果可为设计性能优异的国产化高速动车齿轮箱提供数据支持.     

基于ABAQUS的数控成形铣齿铣床床身结构的动态优化设计

床身是数控机床的重要基础部件,其结构设计是否合理将直接影响整个机床的动态特性。文中运用ABAQUS对某型数控铣齿机床床身进行模态分析,对比分析了圆形和方形两种不同的出砂孔形状对床身固有频率的影响,同时对床身内部横向、纵向筋板厚度以及床身壁厚的变化对床身动态特性的影响进行了分析,并以此结果为依据,在避免数控机床发生共振的前提下,以减轻床身的重量为优化目标,对原有机床进行结构优化,最终使得床身重量减轻了1.68t,满足优化目标,也为后续机床结构设计提供参考依据。     

高速动车组驱动齿轮箱的约束模态分析与结构改进

以某高速动车组驱动齿轮箱为研究对象,采用APDL语言建立齿轮箱约束模态分析参数化模型,应用弹簧单元模拟轴与箱体之间的结合面,通过有限元分析得到齿轮箱前4阶约束模态振型及其固有频率;运用Sobol局部灵敏度分析方法,确定影响齿轮箱固有频率的关键结构参数,分析关键结构参数对固有频率的影响规律;在此基础上,对关键结构的尺寸参数做出改进,使齿轮箱的1阶、2阶固有频率提高了5％以上,提高了齿轮箱的抗振能力.为高速动车组驱动齿轮箱的改进设计提供了理论依据.     

行星齿轮变速箱的设计研究

本文较详细地讨论了行星齿轮变速箱的设计计算，文中阐述了行星齿轮变速箱的结构参数计算，各档的传动比计算，各构件的转矩，制动转矩和闭锁力矩计算，以及各档的传支率计算，同时，还附有具体的设计计算示例，因此，本文地于履带车辆，坦克，自行火炮和工程机械等的行星齿轮变速箱的设计计算均具有较重要的指导意义。     

行星齿轮变速箱的设计研究

本文较详细地讨论了行星齿轮变速箱的设计计算。文中阐述了行星齿轮变速箱的结构参数计算,各档的传动比计算,各构件的转矩、制动转矩和闭锁转矩计算,以及各档的传动效率计算。同时,还附有具体的设计计算示例。因此,本文对于履带车辆、坦克、自行火炮和工程机械等的行星齿轮变速箱的设计计算均具有较重要的指导意义。     

变速器设计方案可拓综合评价方法

怎样更好地对变速器等机械设计方案进行综合评价问题的研究十分重要。本文基于可拓学理论,通过对物元模型的分析,提出了变速器设计方案可拓综合评价方法。通过研究首先构建了评价模型,并以汽车变速器设计方案为实例,从燃油经济性、动力性、换档平顺性和制造成本等四个方面对其进行了可拓综合评价。通过综合评价对设计方案进行了优选,经实际应用验证了该评价方法具有操作简单、可靠性高、实用性强等特点。     

齿轮变速箱的集成稳健优化设计

将优化设计理论与稳健设计方法相结合,讨论汽车变速箱的集成稳健优化设计问题.在单目标优化的基础上,以体积最小和噪声最低两个设计属性为目标,利用集成稳健优化设计对汽车变速箱的多目标多属性进行数学建模,从而将集成稳健设计归结为满足稳健要求的多目标优化问题.数值算例表明,该方法是一种实用的稳健设计优化方法.     

Optimal design of a tilling machine reduction gearbox using Matlab

This paper describes the optimal design of the reduction gearbox of a tillage machine. The minimum center diameter was selected as the objective, and the contact fatigue strength, bending fatigue strength, condition of nonintervention, and oil film thickness ratio of the gearbox were applied as constraint conditions. The optimal model was solved by a Matlab program. The results show that the center diameter of the reduction gearbox decreased by about 10%. The resulting decrease in weight and volume led to a reduction in the amount of gearbox material and a consequent decrease in production cost.     

柔性化夹具静动态特性分析及拓扑优化

针对汽车发动机缸盖、变速箱阀体全自动化混合生产线,设计柔性化夹具来满足CNC高精密加工以及快速换产的要求。建立夹具系统三维模型,并利用ANSYS对夹具系统在不同加工工况载荷下进行静态性能分析;从分析结果判断出影响夹具性能的关键结构,并对其进行拓扑优化设计,实现夹具整体减重39.25 kg。然后对改进后夹具模型进行验证分析,发现最大变形量减少为0.0045199 mm,满足设计指标0.005 mm;最后,对现有夹具系统进行模态实验和CAE模态分析,发现夹具系统在Z向受到低频激振力时,容易发生共振,该频段为70 Hz?110 Hz,在加工过程中需要控制刀具加工频率避免发生共振。     

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。     

Application of similarity theory to load capacity of gearboxes

This study suggests the theoretical methodology to construct a small-sized similarity model having the same load capacity as a large gearbox. The prototype gearbox was a 2-MW wind turbine gearbox consisting of two planetary gear stages and one parallel shaft gear stage, and the specifications of its 1/4 scale similarity model were determined by applying similarity theory. The constructed similarity model was validated by comparing load capacity parameters with those of the prototype gearbox using analysis tool. The validation results showed that the nominal tooth root and contact stresses of the similarity model and prototype gearbox were identical, whereas the tooth root and contact stresses satisfied the similarity condition within 2% difference. Furthermore, most factors that influenced the tooth root and pitting stress limits were identical. Thus, information related to load capacity, one of the major design evaluation criteria for gears, of large-size gearbox can be replicated by its similarity model. Although this is a theoretical methodology and still has many difficulties to apply to practical situations, these results have opened up the possibility of applying similarity theory to load capacity of gearboxes. Because the load capacity is the primary cause of commercial gearbox failure, this result also shows the possibility of life similarity in the gearbox application, although some further study is needed.     

在线变速箱选换档臂检测台架设计

变速箱的变速、储能、增加扭矩等作用,使它成为汽车传动系中的核心部件。选换档臂是执行选换档的重要执行机构,其好坏直接影响着变速箱选换档的性能。文中根据变速箱换档原理,设计了一种采用电、气为动力的在线变速箱选换档臂检测台架,并且着重介绍了其机械系统构成、电气控制系统与试验结果分析。其特点是结构紧凑小巧,动作灵敏可靠,操作简单,无油污,环境清洁;人机交互方便,人性化设计。自投入生产系统运行稳定。