行星齿轮传动的振动和噪音影响着行星减速器的传动性能。以某型号渐开线行星减速机为研究对象,针对行星齿轮在传动过程中的振动噪音问题,利用Kisssoft软件分析相同工况下不同齿数组合下的行星齿轮传动系统的传动误差、齿面载荷分布以及接触斑点,通过分析得到的传动误差、齿面载荷分布以及接触斑点的优劣从而实现对行星轮系传动精度高低的判断,得到最优齿数。通过分析结果可知当行星减速机以行星架作为输入端,每对啮合的齿轮副之间满足齿数互质且太阳轮齿数不为行星轮数目的整数倍时,传动系统振动幅度和噪音明显降低。最后,通过对加工出的实体进行振动分析,证明该方法可行,该研究可为行星齿轮传动减振和降噪提供理论依据。

为提升航空作动器产品的传动效率,提出一种减小作动器传动效率损失的计算方法。基于三联齿齿间距的不同,推导得到三联齿齿间距与三联齿效率损失的函数模型。通过不同三联齿齿间距的传动效率试验对比,可知优化后作动器效率得到提升。试验研究表明,综合考虑三联齿齿宽影响,优化后三联齿构型较原构型啮合效率提升1.2%,质量减轻12.2%。该三联齿效率损失的计算方法可为航空作动器产品传动效率的提升及结构优化提供理论依据。

传动误差作为行星齿轮传动重要的性能参数之一,反映了工作时的精度问题,而长时间工作造成的齿面磨损会影响传动精度。针对该问题,以3z⁃Ⅱ型行星传动为研究对象,考虑齿轮固有误差以及各零件的安装误差建立整个传动系统的传动误差模型,并利用概率分析及蒙特卡罗方法进行模拟计算,得到接近实际的理论传动误差模型。基于Archard磨损模型,结合赫兹接触模型,建立齿轮的磨损模型。得到各个齿轮的齿面磨损深度,将各个齿轮的磨损深度等效为齿廓误差,建立基于齿面磨损的传动误差模型。对两个模型的仿真结果对比分析,考虑磨损时,整个传动系统的传动误差有所增加,传动误差集中在-0.42′~3.75′,平均值为1.71′;相比无磨损时,正向传动误差增大,负值降低。

依据非圆齿轮的制造过程提出了一种利用包络图形绘制以及图像平滑技术实现液压马达三维参数化建模的方法。以4-6型液压马达为例,在UG NX软件平台中生成了太阳轮、内齿圈三维模型。将太阳轮、内齿圈、行星轮装配后形成非圆齿轮行星轮系,在动态仿真过程中非圆齿轮行星轮系运行平稳,轮齿之间无干涉,太阳轮、内齿圈与行星轮之间的密闭腔容积周期变化,与液压马达实际工况相符。结果表明,基于虚拟制造过程的设计方法得到的非圆齿轮行星轮系的精确模型是可行的,可快速实现系列化、变异化设计,为液压马达的设计工作带来极大的便利。

获取啮合力特性是开展行星轮系故障诊断的基础。运用SolidWorks与ADAMS建立健康状态和太阳轮点蚀故障状态下行星轮系的虚拟样机,合理设置仿真参数,对太阳轮与行星轮之间的啮合力进行仿真研究。结果表明:在太阳轮点蚀故障状态下,太阳轮与行星轮之间啮合力的时域波形具有周期性的冲击和调幅现象;啮合力的频域波形不仅出现了行星架的转频和太阳轮点蚀的故障特征频率,而且在行星轮系啮合频率及其倍频两侧出现了太阳轮点蚀故障特征频率的调制边频带;点蚀越严重,边带主频幅值比增大越明显。研究结果为行星轮系的早期故障诊断提供一定的理论参考。

以2.5MW风力发电机组第一级行星轮系传动系统为对象,使用KISSsoft软件对齿轮设计参数进行优化研究,旨在提高产品可靠性和使用寿命。构建了以最小齿根弯曲疲劳强度安全系数、最小齿面接触疲劳强度安全系数和中心距为约束条件,以滑动率和闪温为目标函数的数学模型。对比优化前后的数据,发现行星轮系在整体体积微调的情况下,力学强度得到了改善,具有了更好的承载能力。滑动率及闪温曲线明显改善,提高了齿轮副啮合时的抗点蚀及抗胶合性能。

行星轮系由于结构复杂,其齿面损伤对系统动态特性的影响不易评估,因而为行星轮系的故障诊断带来很 大障碍. 以某NGW21型行星齿轮减速器为研究对象,在内齿圈固定的前提下,研究了健康轮系的刚度合成方法以 及齿面损伤条件下的刚度劣化行为. 采用能量法获得了行星轮与太阳轮和内齿圈单独啮合时的刚度分布曲线,进而基于轮系内部的运动关系和各行星轮之间的相位关系,建立了多点同时啮合工况下的轮系刚度合成方法. 针对太阳轮、内齿圈分别存在不同深度裂纹的情况,探讨了裂纹齿轮与行星轮单独啮合时的刚度分布,并最终对同一行星轮参与的内、外啮合刚度进行了合成. 结果表明：太阳轮裂纹引起的整体刚度劣化更为明显,将更显著地影响行 星轮系的响应特性.

传统电动汽车采用结构简单的单级减速器越来越不能满足电动汽车对传动效率的要求,因此需要向电动汽车引入两挡或多挡变速器来提升整个动力总成的效率。提出了一种新型电动汽车两挡变速器,它由楔形换挡机构和行星轮系组成,可实现无动力冲击的高效换挡。此外,介绍了变速器的基本结构和工作原理,应用Lagrange法对变速器各个组成进行了动力学建模分析,建立了二自由度Lagrange方程,并且搭建了基于MATLAB/Simulink的换挡过程模型,对换挡过程进行了分析,验证了数学模型的准确性。为同类型变速器的动力学建模和换挡品质优化研究提供了一定依据。

自动液力变速器中行星轮系的固有振动特性对变速器及相关零部件的正常工作具有重要影响。文中运用UG软件针对某新型自动液力变速器的第二组行星轮系P2进行了三维建模,并运用ANSYS Workbench软件对其进行了考虑接触非线性的静态应力分析,把得到的应力以附加刚度的形式叠加到系统的刚度矩阵上,对这种具有附加刚度的系统结构做线性模态分析,揭示出行星轮系的应力分布状况以及低阶振动频率和对应的模态振型。故可在行星轮系的设计过程中避开其工作频率,避免工作过程中发生共振,达到提高齿轮系统质量的目标。

行星架在行星轮系中起着重要的连接和支撑作用，实际使用中必须保证其强度和安全性。首先建立了不同销轴根部倒角尺寸、销轴内孔的行星架模型；其次用有限元软件分别分析了两种不同结构下的行星架应力分布情况。结果表明：随着倒角尺寸的增大，销轴根部的应力值变小；随着小孔内径的增加，销轴根部的应力值变大。因此在轻量化设计时，可以对销轴加工一个适当的内孔并合理设置倒角尺寸，就可以改善行星架的受力状态。