基于啮合特性直齿锥齿轮分支传动静力学均载分析

为了改善直齿锥齿轮分支传动系统性能,提出基于啮合特性的静态均载分析方法。通过建立考虑中心轮安装误差的单级分支系统多体齿轮齿面接触分析(MTCA)方法,获得各齿轮副初始接触间隙;计及该间隙引起的啮合偏差,采用集中参数法主要考虑中心轮的浮动特性,建立考虑其支撑变形、各齿轮扭转变形相互耦合的静力学平衡方程,获得各分支均载系数,分析了载荷、安装误差、支撑刚度等对系统均载系数的影响。结果表明,随支撑刚度、安装误差的增大,均载系数逐渐增大,轴向对正误差和偏置对正误差对均载系数的影响是等效的;随转矩的增加,均载系数逐渐减小;各分支齿轮副的几何传动误差大小反映了均载系数变化规律,即齿面初始间隙越大,承担的载荷越小。研究结果为高精度直齿锥齿轮分支系统的均载分析提供了理论参考。     

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。     

太阳轮支承刚度对行星齿轮系动力学均载特性的影响

建立了行星齿轮传动系统的动力学均载模型,模型中考虑了系统的综合啮合误差和时变啮合刚度。分析了太阳轮的支承刚度对行星齿轮系动力学均载的影响。计算结果表明,太阳轮的支承刚度对系统的均载影响比较大;随着支承刚度的增大,系统的均载系数增大。减小太阳轮的支承刚度,可以改善系统的均载性能。     

双输入圆柱齿轮动力分流传动系统的静力学均载特性研究

针对双输入圆柱齿轮动力分流传动系统,建立了传动系统的静力学分析模型,模型中考虑了齿轮副的啮合变形、齿轮中心的横向变形、双联齿轮轴的扭转变形、齿轮安装误差和支撑刚度等因素。根据传动系统的力矩和力平衡条件,以及其闭环结构的变形协调条件,建立了系统的静力学平衡方程,求解了系统各分支双联齿轮轴的转矩及各分支均载系数,获得了安装误差、安装角、双联齿轮轴扭转刚度对系统均载系数的影响规律。研究结果表明,误差具有累加作用,各误差综合作用时系统均载系数显著增大,并车级齿轮安装误差对系统均载性能的影响大于分扭级;在该组参数条件下,两输入安装角为166°左右时,系统左右输入均载系数相等;降低双联齿轮轴扭转刚度有助于提高系统均载性能,合理配置分扭级安装角和双联齿轮轴扭转刚度差值有利于进一步改善均载性能。     

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。     

串联型行星齿轮传动系统均载特性分析

依据串联型行星轮系统均载机理,综合考虑齿轮制造误差和安装误差、啮合刚度以及间隙浮动等因素的影响,建立了系统均载分析模型,通过计算得到了输入级与输出级的不均载系数。分析了不同齿轮精度对两级行星轮系统均载性能的影响,得出输入级对齿轮精度等级的反应比较敏感的结论,就啮合刚度及联轴器润滑条件对系统均载性能的影响做出了讨论。     

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。     

立磨减速机行星齿轮传动均载特性及其影响因素研究

综合考虑立磨减速机行星传动齿轮副时变啮合刚度、啮合阻尼、轴承支撑刚度、支撑阻尼,基于集中参数法建立了行星齿轮传动振动微分方程,采用龙格库塔法求解振动微分方程得到齿轮副的动态啮合力。研究了太阳轮、行星轮和内齿圈偏心误差对行星齿轮传动均载特性的影响。结果表明,太阳轮浮动时,行星齿轮传动获得较好的均载特性;且太阳轮浮动时,单一考虑太阳轮偏心误差、齿圈偏心误差比综合考虑太阳轮、行星轮和齿圈偏心误差具有更好的均载效果,整体上偏心误差对行星齿轮传动均载影响小;太阳轮不浮动时,系统均载特性较差。     

啮合误差对复合行星轮系动态均载特性的影响

以Ravigneaux式复合行星轮系为研究对象,基于集中参数理论,建立采用中心浮动构件的非线性动力学模型;通过计算传动系统的均载系数,获得各齿轮啮合误差与均载系数的关系曲线,进而分析安装误差和偏心误差对系统均载特性的影响。分析结果表明:行星轮的安装误差会导致行星轮出现持续的"偏载",而行星轮的偏心误差则会导致相应啮合副在运动过程中出现较大的冲击;如果合理布置行星轮的误差,使得其相对于系统的旋转中心呈辐射状对称,将能大大降低行星轮的误差对系统均载性能的影响。     

电动车轮毂电机行星齿轮减速器均载性能分析

针对轮毂电机中浮动式行星齿轮减速器建立了浮动行星齿轮传动系统的动力学方程,并推导了均载系数的计算公式。利用ADAMS对太阳轮和内齿圈与各行星轮之间的动态接触力进行仿真,并对比分析了不同浮动结构类型对行星齿轮系统内外啮合副的均载性能的影响。仿真结果表明,双浮动类型行星齿轮系统的行星轮啮合力分布更均匀,运行过程中较少出现波动和突变;其均载系数最小,均载性能明显优于无浮动和单浮动结构的行星齿轮;研究结果为行星齿轮减速器的选型及其均载设计提供支持。     

M-DOF dynamic model for load sharing behavior analysis of PGT

A Multi-degree-of-freedom (M-DOF) nonlinear dynamic model for n-pinion Planetary gear train (PGT) is presented in this paper to investigate load sharing behavior of planet gears. In this dynamic model, manufacturing and assembly errors, elastic deformation and time-varying mesh stiffness are considered. Two sets of elastic compatibility equations are proposed to describe compatibility relationship between displacements, errors and elastic deformations. By means of Ishikawa formula, time-varying mesh stiffness of the gear pair is determined. The dynamic motion equations are solved with Runge-Kutta numerical integral method, which yields the displacements and deformations of each component. With the model, dynamic load sharing behavior of planet gears is evaluated. An example of 3-pinion PGT dynamic modeling is included, for which the influence of floating sun gear and adding flexible planet pin on the load sharing characteristics is analyzed.     

封闭行星齿轮传动系统的动态特性研究

建立了封闭行星齿轮传动系统的动力学计算模型，模型中考虑了行星轮和星轮的啮合相位，行星架的弹性变形，轮系的弹性耦合和负载惯性。用数值解法获得了系统在时变啮合刚度、偏心误差和齿频综合误差激励下的动态响应和动载荷系数的频域历程。分析了在星型轮系和行星轮系动力耦合情况下，齿轮系统的动态特性以及行星轮和星轮的载荷分配均匀性。对比了中心轮在不同的输入转速下的浮动轨迹，得出了对封闭行星齿轮传动设计有意义的结论。     

不同误差下风电齿轮箱均载与太阳轮轨迹关系研究

建立风电齿轮箱行星传动系统静力学模型,对比理论模型下的均载与实验下的均载,确定理论模型的正确性。将太阳轮、行星轮、内齿圈和行星架等构件的误差分为两类误差,以不同误差构件数量为基础,分别分析在两类误差作用下的均载与太阳轮轨迹中心方位角,并与综合误差作用下的均载与太阳轮轨迹中心方位角进行对比。建立了两类误差下的均载、综合误差下的均载与太阳轮轨迹中心方位角之间的关系,发现了太阳轮轨迹中心变化的平行四边形法则。此误差对行星传动系统均载的影响提供了新的研究思路。     

封闭差动行星齿轮传动系统啮合刚度振动不稳定性*

不考虑阻尼和外力,建立封闭差动行星传动系统纯扭转自由振动方程并将该方程转换为正则模态方程;利用多尺度法推导出传动系统的啮合刚度波动引起的和型共振频率的稳定性条件并进行动力稳定性分析。研究结果表明：传动系统正则模态方程的啮合刚度波动的一次谐波项的系数矩阵元素绝对值越大,对应该系数矩阵元素的组合共振频率或2倍频引起的振动频率不稳定区间越大;啮合频率接近共振组合频率和2倍频时,不稳定性随啮合刚度波动率的增加而增大;传动系统受封闭级啮合频率激励引起的组合共振频率和2倍频率共振点远比差动级中啮合频率激励引起的多;不稳定三维图中起伏曲面在内外啮合重和度为整数时的点为起伏曲面的谷底,谷底的稳定性高。     

两级星型齿轮传动静力学均载分析

建立了具有双联星轮的二级星型齿轮传动系统的静力学计算模型 ,分析了该系统均载机理 ,对由于制造误差和安装误差引起的不均载进行了静力学分析。运用综合当量啮合误差的原理和浮动构件的静力平衡关系 ,计算了各星轮、各级传动和该系统的均载系数 ,分析了各误差和均载系数的关系 ,获得了对系统均载性能影响最大的误差元素 ,为双联星型传动装置的均载性能的优化设计提供了依据     

行星传动动态均载特性分析

从动力学角度建立2K-H型行星传动系统的计算模型.针对各构件的制造和安装误差,运用当量啮合误差原理和动力学分析方法,推导行星传动的运动微分方程,建立系统的动力学分析模型,分析系统的动态均载特性和各误差的参数变化对系统均载特性的影响,此方法计算结果与已有试验结果十分吻合.分析结果表明,浮动太阳轮对系统的均载特性有很大的改善:装配误差和安装误差共同对系统的均载特性起作用,只减少某一个误差值达不到良好的均载效果;转速对系统的均载有较大的影响.     

考虑随机制造误差的风力机行星齿轮系统动力学特性

为研究综合传递误差的随机波动对风力发电机齿轮传动系统动力学特性的影响,考虑齿轮时变啮合刚度、综合传递误差等因素,建立风力发电机行星齿轮传动系统纯扭转动力学模型。以随机风速引起的齿轮系统转矩波动作为行星齿轮系统的外部激励,对某1.5 MW风力发电机行星齿轮传动系统的动力学特性进行仿真分析,得到系统各响应量时域内的统计特征和齿轮副间的动态啮合力统计特征。分析表明：行星架、行星轮和太阳轮在扭转方向上的振动特性与外部载荷相关,其振动位移与外部载荷波动有相似变化的趋势;综合传递误差随机分量的离散程度对行星齿轮系统的动态特性和齿轮副间的动态啮合力有较大影响。随着综合传递误差随机分量离散程度的增加,行星架、太阳轮和行星轮在扭转方向上的振动幅值明显增加;综合传递误差随机分量的随机性使齿轮副间动态啮合力产生随机波动,随机分量离散程度越大,动态啮合力波动越明显;当随机分量的离散程度达到某一值时,齿轮啮合过程发生脱离,引发啮合冲击。     

行星齿轮传动系统均载分析

建立了2K-H型行星齿轮传动系统的静力学计算模型,并分析了该系统的静力学均载机理。利用当量啮合误差原理,得到了当量啮合误差和载荷不均匀系数的计算公式,对比分析了各构件的制造误差和安装误差对传动系统载荷不均匀系数的影响,并从所分析的误差中得到了对系统均载性能影响最大的误差项,以便于工程实际中参考。