以柔性销轴式立磨用行星齿轮为研究对象,建立柔性销轴有限元模型;综合考虑制造误差、安装误差、时变啮合刚度、轴承支承刚度等影响,建立带有柔性销轴的行星齿轮系统的动力学模型,研究行星轮系在综合误差下的动态均载性能,分析加工精度、各齿轮误差激励和柔性销轴尺寸对立磨机行星轮系均载性能的影响。结果表明,与普通销轴比较,柔性销轴能够降低轮系均载系数;提高齿轮加工精度,可以提高轮系的均载性能;齿轮加工精度等级越低,柔性销轴在均载方面的优势越明显。此外,各齿轮制造误差对轮系均载性能的影响大于安装误差;在各齿轮误差中,内齿圈制造误差对轮系均载性能的影响最大;销轴直径、销轴和套筒的接触线长度对轮系均载性能有显著影响,合理设计柔性销轴结构可以改善轮系均载性能。

以分布式电驱动轮毂减速器为对象,应用有限元法求解行星轮轴承支承刚度和柔性销轴支承刚度。将行星轮轴承刚度与柔性销轴支承刚度引入集中参数动力学模型,建立综合考虑行星销轴柔性、时变啮合刚度、时变啮合阻尼、综合误差的动力学模型,探究了均载系数与综合误差、销轴柔度的关系。通过比较两种行星销轴支承结构下行星传动系统的均载系数,表明所提出的柔性销轴结构能够提升系统均载性能。研究结果为行星齿轮减速器均载性能提升及结构优化提供了理论依据。

以3. XMW风力发电齿轮箱的第一级柔性销轴行星齿轮传动为研究对象,建立了考虑齿轮啮合、轴承支撑、螺栓预紧的有限元模型。分析了在额定工况下行星轮系的应力和位移,计算了弹性销套和限位块之间的间隙变化及销轴的最大位移。计算结果表明,在额定工况下,弹性销套和限位块之间的间隙减小了0. 285 mm,没有发生接触,销轴末端最大位移约为0. 24 mm。根据齿圈根部的应力分布计算了该轮系在额定工况下的均载系数(k_γ)和齿向载荷分布系数(K_(Fβ)),并对该3. XMW风电齿轮箱进行了均载测试。对比结果表明,根据有限元方法计算的均载系数与实际情况相符合,且该柔性销轴结构具有很好的均载性能。