轴孔位置误差对行星齿轮系统均载系数的影响研究

建立行星齿轮系统动力学模型,研究不同的轴孔位置误差形式和误差量对行星齿轮均载系数的影响。研究表明:在行星齿轮系统中,最大均载系数与轴孔位置误差量呈正相关,均载系数会随误差量的增大而增大;横向误差比径向误差对均载系数的影响更为显著;加工制造过程中,应尽量减小横向误差量,控制径向误差在一定范围内;在行星齿轮系统中,太阳轮浮动结构比太阳轮不浮动结构具有更好的载荷均布效果。

行星齿轮机构均载系数的计算方法

建立了NCW型行星齿轮机构的计算模型,并通过对该机构均载机理的分析,提出了当量啮合误差和等效啮合刚度的概念,给出了均载系数的计算公式及计算方法。

齿轮制造及安装误差对行星齿轮均载系数的影响

把齿轮的加工及安装误差作为随机变量．根据概率论．给出了行星齿轮传动均载系数与侧隙方差的关系表达式．

高炉炉顶齿轮箱倾动装置的均载系数

为分析影响高炉炉顶齿轮箱倾动装置均载系数最大的因素,基于三维建模软件UG建立了高炉炉顶齿轮箱倾动装置的三维模型,并将其导入多体动力学仿真软件ADAMS中进行动力学仿真,求出不同类型误差作用下左右倾动装置输入轮所受啮合力大小,然后计算出均载系数。通过对比均载系数得出结论:初始齿侧间隙差对均载系数影响最大。

行星传动系统均载与动载系数试验测量改进设计

试验测量行星传动系统均载与动载系数的精准度是评价系统动态性能的基础。针对现有行星传动系统均载与动载系数测量方法存在灵敏度与精度欠佳、系数测试算法缺失、测试应力点存误等问题,本文提出了一种方便、实用且具有高精度的行星传动系统均载与动载系数测试方法,定义了系统系数的测试算法与概念,明确了精确应力测试位置点及不同位置间差异性,采用应变片电桥传感器串并联设计,实现了拉压应力叠加、温度补偿以及繁琐标定免除等优点,为精准测取行星传动系统均载与动载性能提供了重要的理论基础和技术手段。

刚度变化对行星轮系均载特性的影响分析

建立直齿圆柱齿轮行星齿轮传动系统的三维模型,并利用动力学仿真软件构建虚拟样机模型;通过动力学分析,验证了虚拟样机仿真模型的准确性和可行性。研究表明,传动系统中各零部件的支承刚度对均载特性均有明显影响,行星轮的支承刚度变化对均载特性的影响最为敏感;传动系统均载特性对太阳轮柔性支承刚度变化并不敏感,但对行星轮柔性支承刚度变化敏感性较强,均载系数有明显变化;轮齿啮合刚度变化对传动系统均载特性的影响具有独立性,同时减小内、外啮合刚度比单独降低啮合刚度的均载效果更为明显。

扭转刚度对双输入圆柱齿轮分流传动系统动力学均载系数的影响

建立了双输入圆柱齿轮分流传动系统的弯扭耦合动力学模型,模型中考虑了各齿轮副间的时变啮合刚度、齿侧间隙、啮合误差、啮合阻尼等因素.结合闭环结构特点,利用齿轮啮合线的相对位移和传动轴扭转位移消除方程中的刚体位移.采用4阶Runge-Kutta法求解系统动力学方程,获得了系统均载系数.结果表明:系统均载系数受输入轴扭转刚度影响小;分流级和并车级均载系数对双联齿轮轴的扭转刚度敏感,减小双联齿轮轴的扭转刚度可以改善系统的均载性能,当双联齿轮轴的扭转刚度小于1.1×105(N·m)/rad时,可将系统均载系数控制在1.06以内;输出轴扭转刚度的变化对分流级和并车级均载系数基本没有影响.

行星传动均载及动载系数定义改进与分析

针对目前对于行星传动中的均载与动载的定义存在差异并与ISO齿轮标准不相符的问题,对行星传动系统均载和动载特性进行了分析并给出了更加准确的定义。该定义修正了现有文献对瞬时动载系数中的静载荷定义理解的误区,并对均载系数定义中未能包含系统所有因素的影响(缺失齿轮振动影响)以及动载系数定义并非仅含齿轮振动影响予以纠正。此外,建立了考虑时变啮合刚度、陀螺效应及综合误差的行星传动系统平移扭转耦合动力学方程,同时对系统行星轮存在偏心误差和位置误差下改进前后瞬时均载系数和瞬时动载系数进行了对比,更加准确地获得了系统特性变化状况,突出了改进后的优点,为行星传动系统的减振和降噪提供了参考。

NW型复合行星齿轮传动的特点和均载系数

对复合行星齿轮技术的特点作简要分析,并对其均载性能及均载系数的取值作了重点论述,给出了各啮合点最大相位差的计算方法和齿轮扭转角均载效果的计算方法。复合行星除太阳轮浮动外,内齿圈也有一定的浮动量;且其双联行星轮轴、内齿圈和主轴的连接段都会产生一定的扭转变形;通过算例说明,太阳轮和内齿轮的扭转变形量都比简单行星大的多,补偿制造偏差的能力要强的多;因此会有更低的均载系数。根据理论分析及已经取得的测试数据和实际设计的成功应用证明,风电齿轮设计中4个行星轮的复合行星的均载系数取1.10是适宜的。

啮合误差对双排并联行星齿轮传动系统静力学均载特性的影响

采用集中质量法,建立双排并联行星齿轮传动系统静力学模型,根据啮合误差原理以及各构件的静应力平衡关系,运用弹性力学分析法和简谐函数,推导出该系统静力学方程:对方程进行求解,获得行星轮均载系数计算结果,讨论偏心与安装误差对行星轮均载系数的影响。研究结果表明:双排并联行星齿轮传动系统具有较好的均载效果,系统均载系数随偏心、安装等啮合误差的增大而有微小增长,且两种误差对该系统均载系数的影响具有叠加效果。

大型风电齿轮箱行星轮系均载分析

随着风力发电设备向单机大功率方向发展,研发更大功率的风电齿轮箱成为目前的必然趋势。行星轮系由于具有承载能力大、体积小等特点而广泛应用于风电齿轮箱,3MW 以上风电齿轮箱多采用两级NGW形式的半直驱形式[1]。行星轮系构件设计与风电齿轮箱的性能密切相关,其均载性能直接影响齿轮箱传动的平稳性及工作的可靠性,因此对行星轮机构的均载性研究十分必要。本文以 4MW风电齿轮箱为研究对象,通过试验对行星轮机构的均载性进行计算和分析。

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。

圆柱齿轮分扭传动系统的均载特性及试验研究

运用集中参数法建立含齿面摩擦的动力学方程,根据系统闭环特点消除传动系统的刚体位移;采用Runge-Kutta法获得扭转刚度对传动系统动态均载系数的影响,并在3种工况下下开展2组传动系统均载性能的试验及对比分析。研究结果表明:通过减小双联轴扭转刚度获得的大变形可有效补偿齿轮副中心距位移、齿轮侧隙等引起的系统偏转角,改善均载性能;均载系数试验值和理论值之间的相对误差小于10%;在相同工况下,第2组均载系数的试验值均比第1组的低,试验结果验证了理论研究模型的有效性;为获得较好的均载性能,在满足强度的条件下,可尽量增大双联轴的柔度。

行星传动系统误差对载荷均布的影响研究

根据齿轮传动中各种系统误差,建立了2K—H行星传动系统中各构件的运动学方程,进一步得到系统弹性动力学微分方程,建立系统动力学模型,推导动力学系统的总体刚度矩阵,建立行星轮上载荷与各种系统误差的关系式,分析了各种位置误差对行星轮上载荷分配的影响状况,计算了各行星轮上的均载系数。

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。

刚度和齿隙对功率分流传动系统均载特性影响的敏感度分析

为获得影响面齿轮—圆柱齿轮两次功率分流传动系统均载特性的敏感性参数,建立该传动系统的弯扭耦合动力学模型。采用变步长龙格库塔法求解微分方程组,获得影响均载系数的敏感性参数。研究结果表明:对输入级均载特性影响最大的敏感性参数为输入轴X方向的支撑刚度和右分扭轴的扭转刚度,且刚度越小,均载特性越好;对分扭和并车级均载特性影响最大的敏感性参数为双联轴1在Y方向的支撑刚度和双联轴2的扭转刚度,且随着扭转刚度变化,均载系数存在拐点现象;输入级和分扭级的均载系数主要对其本身的齿侧间隙较敏感;并车级的均载系数对分扭级和其本身的齿侧间隙都较敏感;合理分配齿隙可改善整个系统的均载特性。

功率分流行星齿轮传动系统动态均载特性分析

建立了功率分流行星齿轮传动系统模型,考虑各部件的制造误差和安装误差对均载特性的影响。计算了系统的不均载系数。分析了各部件偏心误差和不均载系数的关系,得到了各偏心误差与系统不均载系数之间的变化关系,讨论了各类偏心误差对系统载荷不均载系数的影响。

风电行星齿轮系统动态均载特性分析

以风电增速齿轮斜齿行星轮系为研究主体,考虑到太阳轮与内啮合轮间存在的多对间隙对齿轮啮合的影响,建立行星轮系几何模型,采用接触-冲击动力学理论和刚柔耦合建模分析方法,计算分析行星轮系啮合应力的分布情况,进而得到风电斜齿行星轮系在不同转速、不同扭矩下的动态均载系数。由于风力发电机常处于变风载工况下,因此研究不同转速和扭矩时行星轮系及行星轮的动态均载系数的变化规律。结果表明:随着转速的增大,行星轮系的动态均载系数变小;随着负载的增大,动态均载减小;随着啮合过程冲击逐渐变小,在轮齿啮合过程中其刚度变化平稳,同时均载系数也会更接近于1;实际工况下风载会改变转速从而带来大的冲击作用,造成行星齿轮的破坏,为了减少风电行星轮系统齿轮的破坏,应尽可能增加浮动装置。

误差交互作用对齿轮分扭传动系统静力学均载特性的影响研究

为进一步掌握误差与分扭传动系统均载性能间的关系,针对单输入双输出齿轮分扭传动系统,建立了静力学模型和方程,研究了误差间交互作用对系统静力学均载系数的影响,并开展了基于交互作用的正交试验参数匹配分析。结果表明,部分齿侧间隙间存在交互作用;任意两中心距误差间均存在交互作用;通过基于交互作用的参数匹配分析,可获得有助于改善系统均载性能的误差最优组合方式。

海洋平台升降装置的齿轮齿条均载特性研究

针对自升式海洋平台齿轮齿条升降系统齿条两侧受力存在偏差的问题,建立其动力学模型并进行分析,研究了在载荷、压力角和模数变化的情况下,小齿轮均载的变化趋势。研究结果表明,小齿轮的均载系数随着升降载荷、压力角的增大而减小,均载系数在1.067~1.082之间变化;小齿轮的均载系数随着模数的增加呈现先增大后减小的趋势,当模数为100 mm时小齿轮的均载系数最大。