Design and Dynamics Simulation of a Novel Double-Ring-Plate Gear Reducer

A patented double-ring-plate gear reducer was designed and its dynamic performance was simulated. One unique characteristic of this novel drive is that the phase angle difference between two parallelogram mechanisms is a little less than 180 degree and four counterweights on two crankshafts are designed to balance inertia forces and inertia moments of the mechanisms. Its operating principle, advantages, and design issues were discussed. An elasto-dynamics model was presented to acquire its dynamic response by considering the elastic deformations of ring-plates, gears, bearings, etc. The simulation results reveal that compared with housing bearings, planetary bearings work in more severe conditions. The fluctuation of loads on gears and bearings indicates that the main reason for reducer vibration is elastic deformations of the system rather than inertia forces and inertia moments of the mechanisms.

无传动间隙的3K行星齿轮减速器设计

3K行星齿轮减速器的啮合齿轮副存在齿侧间隙,使得传动链中引入了传动间隙,导致传动精度降低以及换向冲击。为消除3K行星齿轮减速器的传动间隙,利用3K行星齿轮传动中行星架不参与力矩传递的特性,提出了一种柔性行星架以消除传动间隙,并通过仿真分析验证了所提消隙机构的有效性。通过配齿及效率优化实现了高效的正向和反向传动。研制样机并进行了传动精度、滞回特性、正弦响应误差、正向传动效率、反向传动效率以及反向启动扭矩测试,结果验证了所提柔性行星架对消除3K行星齿轮减速器传动间隙、提高传动精度和传动效率以及提高反向传动性能的有效性。

基于疲劳失效的行星齿轮减速器时变可靠性分析

随着科技革新与社会发展,对行星齿轮减速器的可靠性要求越来越高。行星齿轮减速器运行过程中存在疲劳因素,会导致可靠度发生变化。针对这一问题,首先,根据应力-强度干涉理论,构建行星齿轮减速器在疲劳失效(主要是齿面接触疲劳失效和齿根弯曲疲劳失效)下的时变可靠性模型;其次,结合单调性定理,将时变可靠性模型简化,利用Matlab编程,求解了行星齿轮减速器的可靠度;对时变可靠性模型的各变量进行了灵敏度分析;最后,以PM90精密行星齿轮减速器为例,分别得到基于疲劳失效下的可靠度和各变量的灵敏度,阐述了在接触疲劳失效和弯曲疲劳失效下的可靠性时变规律,为行星齿轮减速器的时变可靠性分析奠定了基础。

考虑中心线偏差的精密行星减速器优化仿真分析

以精密行星减速器为研究对象,考虑中心线偏差对传动误差和齿面载荷的影响,建立精密行星减速器三维模型,利用KISSsoft软件进行偏移量的分析,得到了不同偏移量下齿面载荷分布情况和行星轮系的传动误差,最后结合实际工况下含支撑装置的扭转弯曲组合变形,提出一种齿轮组合修形方法,通过排列组合增量的方式获得最优解,对比优化修形前后的齿轮啮合性能及行星系统的传动性能,该修形方式降低了中心线偏差导致的齿面偏载,改善了传动误差,为考虑中心线偏差下齿轮修形提供了一种参考方法。

重载行星轮系安装误差对系统均载性能的影响

行星轮安装误差的存在会导致行星轮系产生不均载问题,进而会影响减速器的传动性能和寿命。以往的研究未明确定义不同角度下的安装误差对系统均载性能的影响,并且关于多行星轮对系统均载影响的研究(在不同安装误差和不同输入功率下)也较少。为此,研究了实际应用中行星轮系安装误差对系统均载性能的影响。首先,以重载四行星轮系为研究对象,建立了行星轮径向和切向安装误差的综合误差表达形式;然后,基于轮系的传动模型,分析了单行星轮不同安装误差角和误差数值对系统均载的影响;最后,在单行星轮的基础上分析了不同工况和误差配置下多行星轮对系统均载的影响。研究结果表明:行星轮的切向安装误差对系统均载影响最大,径向安装误差对系统均载影响最小,当单行星轮安装误差数值为60μm,安装误差角θ从径向往切向方向靠近时,行星系统的均载系数增大了9.6%;误差绝对值越大,均载系数越大,当单行星轮安装误差数值从-30μm到-60μm时,系统的均载系数增大了4.6%;多行星轮存在切向安装误差对系统均载的影响可以用有效误差来衡量;齿轮承载范围内,随着输入功率的增大,安装误差对系统均载的影响逐渐减小。

航空行星齿轮减速器在传动系统中的设计研究

航空行星齿轮减速器作为一种重要的机械元件,广泛应用于航空航天领域。轻量化、高可靠性和高效率的特点,使其成为航空发动机的理想选择。然而,由于其特殊性质和复杂结构,其设计和制造也面临着诸多挑战。因此,将从航空行星齿轮减速器的基本理论出发,通过对其在传动系统中的设计进行研究,并提出一些齿轮强度校核方法,以期为该领域的发展提供一定的参考价值。

RV减速器行星级配齿方法研究

对RV减速器行星级的配齿方法进行研究。通过分析RV减速器的结构特征和内部各传动部件之间的运动关系,建立太阳轮、行星轮、曲柄轴等核心构件之间的角度啮合关系。分析零部件装配工艺的互换性关系,建立RV减速器第一级行星传动部分的配齿模型,进而得到适用于不同型号、不同传动比RV减速器的配齿方法。以RV-80E-121型减速器和RV-3000J型减速器为例,验证所提出的配齿方法的正确性。

基于ANSYS Workbench的行星齿轮减速器仿真分析

随着光纤激光应用的成熟和普及,在汽车制造、船舶、医疗和航空航天等方面得到广泛的应用。为了进一步提高光纤激光设备的高可靠性、高稳定性和高效率,有必要对行星减速器进行有限元分析和模态分析。通过建立行星齿轮减速器的简易模型,以行星齿轮减速器为研究对象,分析其传动过程中的载荷及工况,利用三维软件ANSYS建立行星齿轮减速器的三维模型,并将模型导入至有限元分析软件ANSYS Workbench中,对三维模型进行了静力学有限元分析和模态分析。试验研究表明,整个行星减速器的等效应力和应变主要分布在太阳轮与3个行星齿轮啮合处,且最大应力发生在太阳轮的齿根圆角处,其最大值为119.64 MPa;最大应变发生在啮合齿轮齿根处,最大位移发生在太阳轮齿轮顶部,其最大值为9.75×10^(-3)mm;行星齿轮减速器的模态结果主要表现为行星齿轮的扭转变形,其设计结果满足要求。

整体式箱体结构矿用行星减速器锥齿轮副接触区调整关键技术研究

针对煤矿井下采煤工作面刮板输送机配套的行星齿轮减速器整体式箱体结构,研究其输入轴和第二轴的结构和定位方式等,实现其在箱体内的整体组装和圆锥齿轮副接触区的调整,满足设计和使用要求。新的结构和技术为整体式结构矿用行星齿轮减速器圆锥齿轮副接触区调整提供了一种新的解决方案。

大型行星齿轮减速器磨损失效问题研究

针对大型行星齿轮减速器的磨损失效问题展开深入研究,旨在提高其可靠性和延长其使用寿命。首先概述行星齿轮减速器的工作原理和结构组成,其次阐述磨损对减速器性能的影响,从材料、设计两大方面分析磨损的原因,并介绍磨损诊断的方法,最后提出材料选择、设计优化、环境改善等改进策略。

精密行星减速器优化设计及仿真分析

精密行星减速器具有传动精度高、效率高等优点,其性能的优劣对应用系统整体的性能有重要影响。为提高精密行星减速器的传动性能,以二级精密行星减速器为例,建立二级精密行星减速器三维模型,采用带鼓形的螺旋线的组合修形方式进行优化设计,然后对二级精密行星减速器整体轮系进行齿轮接触特性分析,对比分析了修形前后减速器的接触特性。分析结果表明:采用带鼓形的螺旋线修形方式,能够快速迭代获得最优解,并且降低了减速器的传动误差和因啮合变形产生的齿面接触应力集中。

电子机械制动器的建模、仿真和实验研究

为了解决目前车辆普遍装配液压制动系统存在的响应滞后问题,以实验室某目标车型为例,对其匹配的电子机械制动器(EMB)进行了设计建模、仿真分析和实验研究。首先,根据车型参数确定制动间隙与最大制动力并完成了制动效能的校核工作,采用“电机+行星齿轮减速器+滚珠丝杠”的选型进行了组合设计,使用CATIA对EMB各部件进行了三维建模,利用ANSYS/Workbench对制动钳钳体进行了力学性能仿真分析;然后,根据EMB各部件间力学与几何关系分别建立了对应的数学模型,在MATLAB/Simulink中建立EMB整体仿真模型后完成了对电机转速特性、堵转转矩特性及EMB最大夹紧力的仿真;最后,搭建了实验平台,结合实验结果对仿真结果进行了验证。研究结果表明:EMB工作时的最大应力为安全极限的34.87%,制动间隙消除速度提高了42.31%,达到最大制动夹紧力的时间降低了45.82%,显著提升了目标车型的制动性能。

基于齿轮微观修形的行星减速器减振降噪研究

为改善某工厂的全自动攻丝机用行星齿轮减速器的振动噪声问题,并提升攻丝机的攻丝精度和使用寿命,对全自动攻丝机用减速器进行传动接触斑点试验,并利用Romax软件对减速器进行仿真,试验与仿真分析结果显示啮合齿轮副存在明显偏载问题。针对上述分析,提出基于遗传算法的齿向修形、渐开线修形及齿廓修形等复合齿轮微观修形优化方案;对修形优化后减速器重新建模仿真,并搭建行星齿轮减速器振动、噪声检测试验台,对修形前后减速器样机进行试验测试。结果表明:修形后减速器啮合时的偏载问题得到明显改善,齿面峰值载荷降低11.75%,最大接触应力降低29.62%,传动误差降低35.71%,减速器整体的振动噪声显著降低。

基于Romax的双离合精密行星齿轮减速器力学性能分析

以某数控立式车床用双离合精密行星齿轮减速器为研究对象,通过RomaxDesigner软件建立了减速器仿真模型,并对其传动系统进行了静力学分析,输入轴和输出轴均满足强度要求,轴承满足寿命要求,齿轮的接触疲劳强度和弯曲疲劳符合设计要求。利用Ansys软件对行星架进行了模态分析,获得了前六阶约束模态振型、固有频率和模态振型特征;以传动误差作为振动激励源,对行星齿轮减速器进行了高级啸叫分析,得出在Y方向上的振动加速度最大;最后,通过ODS分析,得出在Y方向的挠曲振型变形量为0.96μm。本研究为齿轮的修形、减少振动、降低噪声提供理论数据。

减速电机一体式联接方式动力学及有限元分析

以2K-H行星齿轮减速器为研究对象,探究电机与减速器不同联接方式对减速电机运行效果、轴向尺寸、零件总数的影响。利用SolidWorks建立键联接与一体式联接的行星齿轮减速电机模型,再使用ADAMS分别对2种联接方式建立虚拟样机,进行动力学分析,并对不同负载下2种联接方式的运行效果进行比较,验证了一体式联接方式并不会降低减速器运行效果;使用ANSYS进行有限元分析,验证不同联接方式对关键零部件强度的影响。结果表明,一体式联接方式在减少零件总数、缩短轴向距离、优化强度条件方面优于键联接方式,为电机、减速器高度一体化提供理论依据。

舵机减速机构动力学仿真与振动特性研究

鱼雷在运输和实航时环境复杂,会遇到各种外界激振源的影响,使舵机减速机构的传动精度降低,从而影响整个系统的制导精度和可靠性。以三级行星齿轮和蜗轮蜗杆减速机构为研究对象,建立动力学虚拟仿真模型,采用有限元分析法对其进行模态分析,得出固有频率和振型;将随机载荷的功率谱密度函数作为输入进行随机振动分析,仿真结果表明,舵机减速机构的输入轴、一级太阳轮齿以及蜗轮蜗杆啮合处所受振动量级较大,设计时需重点关注。

矿用大功率行星齿轮减速器关键技术设计研究

分析了煤矿井下工作面刮板输送机用大功率行星齿轮减速器工作空间小、散热差的特殊工况环境和配套条件,从高速级参数确定和轴承选型、低速级参数确定、运行状态分析关键技术三方面,分析研究刮板输送机用3000 kW行星齿轮减速器设计的主要技术难题,针对其主要设计技术难题总结了设计关键技术,为其设计提供依据。

某行星齿轮减速机构断齿故障分析及设计改进

某航空高升力系统行星减速机构在寿命试验过程中出现行星轮及输出内齿局部断齿情况,针对该问题通过建模仿真定位故障原因为行星架扭转刚度不足。针对该情况对行星减速机构进行了改进设计,并结合建模仿真及试验验证,研究了行星支撑刚度对于行星齿轮减速机构承载能力的影响,证明了改进措施的有效性。

高原重载牵引汽车电动轮驱动系统减速装置优化设计

文章从对重型牵引汽车电动轮减速装置优化角度出发,分析减速装置的载荷条件以及工作状况等因素,将NGW行星齿轮减速器的体积、效率以及齿轮重合度作为目标函数,根据可靠性理论对减速装置进行优化设计。通过把齿轮的轮齿齿面接触疲劳强度与齿根弯曲疲劳强度的校核结合可靠性理论使用到优化设计中的约束条件中,计算减速装置零部件参数的最优解,使得在质量最轻、体积最小的同时传动效率依旧可靠。通过一系列的优化设计,使得减速装置可以满足牵引汽车电动轮模块的特殊要求,也为今后重型牵引汽车电动化设计以及相关研究提供一定的参考依据,助力创建绿色、节能、低碳、环保的现代交通运输体系。

兆瓦级风电偏航减速机行星齿轮疲劳仿真分析

针对兆瓦级风电偏航减速机的运行工况,采用Pro/E对新型风电偏航减速机进行了虚拟装配,利用Pro/E与ANSYS之间的接口技术建立了新型风电偏航减速机行星齿轮接触模型,模拟行星齿轮运转过程中的接触应力变化.结果表明:行星齿轮初始啮合最大接触应力为395MPa,啮合过程最大应力为460MPa,但仍小于行星齿轮材料的屈服极限.通过对兆瓦级风电偏航驱动减速机行星齿轮疲劳载荷和42CrMo材料的S-N曲线分析,结果显示齿轮轮齿的疲劳寿命为125 800次,累计疲劳系数为0.725 01,能满足兆瓦级风电偏航减速机行星齿轮设计与运行要求.