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行星轮系动力学新模型及其故障响应特性研究 被引量:29
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作者 雷亚国 罗希 +3 位作者 刘宗尧 卢帆勃 林京 汤伟 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第13期111-122,共12页
行星轮系中零部件多、结构复杂,建模难度大。行星轮既自转又公转,导致啮合点到固定在箱体上的传感器之间的距离时刻变化,从而产生振动传递路径时变效应,增加了振动响应的复杂性。现有的动力学模型大多针对正常情况下的行星轮系进行建模... 行星轮系中零部件多、结构复杂,建模难度大。行星轮既自转又公转,导致啮合点到固定在箱体上的传感器之间的距离时刻变化,从而产生振动传递路径时变效应,增加了振动响应的复杂性。现有的动力学模型大多针对正常情况下的行星轮系进行建模,而且未考虑振动传递路径时变效应对振动响应的影响。针对以上不足,推导了行星轮系正常、裂纹及剥落三种情况下的时变啮合刚度算法,考虑振动传递路径时变效应的影响,建立了相应的动力学模型,求解得到行星轮系正常、裂纹及剥落时的动态响应,并分析了它们的频谱特性。搭建了行星齿轮箱试验台以获取振动响应信号,与模型响应信号进行了对比分析,结果验证了动力学模型的准确性,为行星轮系的健康监测提供了理论依据。 展开更多
关键词 行星轮系 振动传递路径 时变效应 动力学模型
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矿用减速器行星架的有限元分析 被引量:23
2
作者 赵丽娟 陈令国 刘红梅 《煤矿机械》 北大核心 2007年第1期51-52,共2页
应用有限元分析软件ANSYS,通过粘接命令将行星减速器中的侧板可拆卸式行星架组件看成一个整体,对其进行结构静力分析,获得了行星架组件的变形及应力分布。为行星架的优化设计提供了重要的依据。
关键词 有限元 行星传动 行星架
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行星齿轮传动系统碰撞振动特性研究 被引量:24
3
作者 周建星 孙文磊 +1 位作者 曹莉 温广瑞 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期16-21,共6页
针对行星齿轮传动系统轻载高速下存在碰撞振动的问题进行了研究,为此提出了研究方法和分析模型,即在大载荷下采用线性弹簧来模拟轮齿啮合弹性,在轻载下采用Hertz接触理论来计算齿轮副碰撞力,最终采用集中质量方法建立了行星齿轮传动系... 针对行星齿轮传动系统轻载高速下存在碰撞振动的问题进行了研究,为此提出了研究方法和分析模型,即在大载荷下采用线性弹簧来模拟轮齿啮合弹性,在轻载下采用Hertz接触理论来计算齿轮副碰撞力,最终采用集中质量方法建立了行星齿轮传动系统碰撞振动分析模型。研究分析发现:在大载荷、连续增速下,行星齿轮传动系统在太阳轮与行星架扭转振动模式以及内齿圈横向振动模式所对应的固有频率位置出现了共振,并引起了较大的啮合力波动;在轻载下,齿轮副啮合状态发生了变化,出现了碰撞振动,随着负载的增加,接触力的变化呈现出强非线性特征,齿轮副脱啮时间逐渐缩短;当负载达到门槛值时,齿轮副不再脱啮;随着转速的提高,脱啮时间逐渐缩短,碰撞力波动幅值呈线性增大的趋势。该结果可为行星齿轮传动系统减振、降噪研究提供理论依据。 展开更多
关键词 行星齿轮传动 HERTZ接触理论 碰撞振动分析模型
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行星齿轮系动力学特性分析及试验研究 被引量:21
4
作者 李发家 朱如鹏 +2 位作者 鲍和云 项昌乐 刘辉 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期511-519,共9页
采用集中质量法,考虑时变刚度、齿侧间隙、太阳轮的横向与纵向位移、太阳轮和行星轮的偏心误差激励,建立了行星齿轮传动系统的非线性动力学模型。采用龙塔库特法求解了系统的响应、相图、频谱图和动力学均载系数;通过测量系统齿根应力... 采用集中质量法,考虑时变刚度、齿侧间隙、太阳轮的横向与纵向位移、太阳轮和行星轮的偏心误差激励,建立了行星齿轮传动系统的非线性动力学模型。采用龙塔库特法求解了系统的响应、相图、频谱图和动力学均载系数;通过测量系统齿根应力的动载荷应变图,获得齿根应变变形的相图、频谱图和系统的均载系数。研究结果表明:理论分析结果与试验测试结果比较吻合,说明采用的理论研究方法是合理的,测试方案是可行的。 展开更多
关键词 行星传动 动力学特性 均载系数 试验研究
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电子驻车制动系统 被引量:19
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作者 郭立书 施正堂 +2 位作者 张正兵 马志敏 张赫 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期31-33,共3页
在对电子驻车制动系统的结构和工作原理进行分析的基础上,对电子驻车制动系统执行机构进行了动力学分析。从实际应用的角度出发,设计了一套电子驻车制动系统,该系统的中央控制器采用Philips 592单片机,由同步带传动机构、少齿差行星齿... 在对电子驻车制动系统的结构和工作原理进行分析的基础上,对电子驻车制动系统执行机构进行了动力学分析。从实际应用的角度出发,设计了一套电子驻车制动系统,该系统的中央控制器采用Philips 592单片机,由同步带传动机构、少齿差行星齿轮传动机构和蜗杆传动机构组成的执行机构由直流电动机驱动,以达到实施或解除驻车制动的目的。针对某一具体车型,用台架实验验证了所设计的电子驻车制动系统的有效性。台架实验结果表明:电子驻车制动系统的静态特性和动态特性均满足理论计算要求。 展开更多
关键词 汽车 驻车制动 控制系统 行星齿轮传动
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变载荷下风力发电机行星齿轮传动系统齿轮-轴承耦合动力学特性 被引量:19
6
作者 周志刚 秦大同 +1 位作者 杨军 陈会涛 《重庆大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期7-14,共8页
根据风力发电机传动系统在随机风场中复杂变工况的工作特点,建立了最小二乘支持向量机风场随机风速模型,获得了由随机风速引起的时变风载荷。采用集中质量参数法建立了风力发电机行星齿轮传动系统中齿轮滚动轴承耦合动力学模型,考虑了... 根据风力发电机传动系统在随机风场中复杂变工况的工作特点,建立了最小二乘支持向量机风场随机风速模型,获得了由随机风速引起的时变风载荷。采用集中质量参数法建立了风力发电机行星齿轮传动系统中齿轮滚动轴承耦合动力学模型,考虑了风力发电机行星齿轮传动的变风载输入、齿轮时变啮合刚度和滚动轴承时变刚度等影响因素,对变风速下1.5MW半直驱风力发电机行星齿轮传动系统的动力学特性进行了仿真计算分析,求得了变风速下行星齿轮传动系统的振动位移、各齿轮副的动态啮合力和非线性动态轴承力,为风力发电机传动系统的动态性能优化和可靠性设计奠定了基础。 展开更多
关键词 风速模型 风力发电机 行星齿轮传动 滚动轴承 动载荷
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NGW型直齿行星传动自由振动分析 被引量:18
7
作者 张俊 宋轶民 +1 位作者 张策 王建军 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期90-94,共5页
为揭示NGW型直齿行星传动的自由振动特性,在系杆随动参考坐标系下建立该型传动的平移-扭转耦合动力学模型.模型设定系统中每个构件均拥有3自由度,并计入各构件的支承刚度、轮齿时变啮合刚度及陀螺效应等影响因素.通过分析各构件间的相... 为揭示NGW型直齿行星传动的自由振动特性,在系杆随动参考坐标系下建立该型传动的平移-扭转耦合动力学模型.模型设定系统中每个构件均拥有3自由度,并计入各构件的支承刚度、轮齿时变啮合刚度及陀螺效应等影响因素.通过分析各构件间的相对位移关系,推导出系统的运动微分方程,进而求解其特征值问题,即可获知系统的固有频率和相应振型.依照传动系统的运动特征,可将NGW型直齿行星传动的自由振动分为3种典型振动模式,即扭转振动模式、平移振动模式和行星轮振动模式.比较本模型与前人模型的仿真结果发现,两种模型所得的系统各阶固有频率相同,但其中心构件平移振动模式所对应的系统振型向量存在较大差异.由于更正了前人模型中的推导错误,现有模型能更为准确地反映系统的自由振动特性. 展开更多
关键词 行星齿轮传动 动力学建模 自由振动
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行星齿轮主要设计理论与分析方法及均载特性综述 被引量:18
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作者 王均刚 杨士男 +1 位作者 刘燕德 墨蕊娜 《华东交通大学学报》 2019年第2期111-118,共8页
行星齿轮传动是机械领域中传递运动和动力的一种重要形式,传动设计问题和行星轮系均载问题是研究行星传动系统的2个重要方面。文章主要从行星齿轮传动的设计理论、传动分析方法、均载特性和行星齿轮实验研究4个方面,综述行星齿轮传动的... 行星齿轮传动是机械领域中传递运动和动力的一种重要形式,传动设计问题和行星轮系均载问题是研究行星传动系统的2个重要方面。文章主要从行星齿轮传动的设计理论、传动分析方法、均载特性和行星齿轮实验研究4个方面,综述行星齿轮传动的研究现状。从已有的研究成果来看,国内外学者主要针对已经设计好的行星轮系的传动方案进行分析研究,亟需发展基于主动设计的行星齿轮传动优化方案;而且目前的加工制造已经达到比较高的水平,单纯的采用现有的方法来抑制行星排偏载,已经很难大幅度提高行星齿轮传动性能,亟需探究抑制行星排偏载的新方法。因此,需在吸收和消化已有的行星齿轮传动研发技术基础上,对行星排的偏载抑制方法和多级齿轮传动系统的设计理论进行改进和创新,以适应传动装备向大机型方向发展的趋势,并降低大型齿轮箱的故障率,提高其服役寿命。 展开更多
关键词 行星轮系 传动设计 偏载 多级齿轮传动
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二级行星齿轮减速器齿向修形优化设计 被引量:18
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作者 沈浩 熊禾根 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2020年第11期150-152,157,共4页
通过齿向修形,提高了行星轮系的传动性能和寿命。以某水泥搅拌车的二级行星齿轮减速器为研究对象,利用Romax designer建立了该减速器的传动模型,并通过齿向修形的方法来提高系统传动的平稳性、减小振动和噪音。通过对该模型进行疲劳强... 通过齿向修形,提高了行星轮系的传动性能和寿命。以某水泥搅拌车的二级行星齿轮减速器为研究对象,利用Romax designer建立了该减速器的传动模型,并通过齿向修形的方法来提高系统传动的平稳性、减小振动和噪音。通过对该模型进行疲劳强度分析和齿轮箱传动误差分析,发现高速级太阳轮与行星轮传动误差较大,低速级太阳轮与行星轮接触强度和弯曲强度安全系数较低。采用齿向修形的方法分别对这两组齿轮进行不同程度的齿向鼓形修形和齿向斜度修形,并在Romax designer中再次进行仿真分析。结果表明,高速级太阳轮与行星轮传动误差减小,低速级太阳轮与行星轮接触强度和弯曲强度安全系数提高,优化后的轮系传动性能和寿命得到了明显改善。 展开更多
关键词 行星齿轮减速器 疲劳强度 传动误差 齿向修形
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考虑齿圈柔性的行星传动系统固有特性与灵敏度研究 被引量:17
10
作者 陶庆 孙文磊 周建星 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期113-120,共8页
为有效地模拟行星齿轮传动系统齿圈结构柔性,采用有限元方法建立了齿圈结构模型,依据啮合力与内齿圈的变形协调关系建立了传动系统刚-柔耦合动力学模型,求解了系统固有频率与振型,阐述了耦合系统固有频率的分布规律,依据系统振动特征,... 为有效地模拟行星齿轮传动系统齿圈结构柔性,采用有限元方法建立了齿圈结构模型,依据啮合力与内齿圈的变形协调关系建立了传动系统刚-柔耦合动力学模型,求解了系统固有频率与振型,阐述了耦合系统固有频率的分布规律,依据系统振动特征,将系统振型划分为6种振动模式。计算了系统刚度对各阶固有频率的灵敏度,可作为行星传动系统振动抑制的依据,分析了系统扭转振动随太阳轮扭转刚度和太阳轮与行星轮啮合刚度的变化规律,讨论了齿圈厚度对系统固有频率分布、子系统耦合阶次与振动模式的影响,发现系统固有频率均会在齿轮子系统扭转振动频率位置出现,但随着齿圈厚度的增加,与之耦合的齿圈振动模式则逐渐由高阶节径振动逐渐降低,系统一阶振型也会由齿圈节径振动模式转变为齿圈刚体振动模式。 展开更多
关键词 行星齿轮传动 动力学模型 刚-柔耦合 固有频率 灵敏度
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基于遗传算法的少齿差行星齿轮传动参数优化设计 被引量:8
11
作者 范元勋 王华坤 《机械设计与制造工程》 2002年第6期16-18,共3页
采用遗传算法模拟生物自然进化过程来搜索少齿差传动参数的最优解。通过优化后的少齿差传动装置具有较小的体积和较好的传动性能。并通过与传统优化方法的比较,说明遗传算法在这里是切实可行的。
关键词 遗传算法 少齿差传动 行星齿轮传动 优化设计
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基于图论的自动变速器拓扑变换和传动特性分析 被引量:15
12
作者 符升平 李胜波 罗宁 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期348-355,共8页
针对目前适用于计算机分析的变速器模型多功能性、智能性、设计和分析的连续性较差的特点,基于图论理论,建立了相对转速意义下的液力机械式自动变速器拓扑图论模型和换挡变拓扑图论模型,数学描述换挡过程,判别不同挡位的拓扑特性;并建... 针对目前适用于计算机分析的变速器模型多功能性、智能性、设计和分析的连续性较差的特点,基于图论理论,建立了相对转速意义下的液力机械式自动变速器拓扑图论模型和换挡变拓扑图论模型,数学描述换挡过程,判别不同挡位的拓扑特性;并建立绝对转速意义下的行星齿轮机构系统图论模型,定义图论模型拓扑变换的数学规则,提出行星齿轮机构传动特性分析方法;通过实例分析,表明所提方法准确可行.研究结果为高效、系统和智能设计自动变速器提供参考. 展开更多
关键词 图论 拓扑变换 传动特性 自动变速器 行星齿轮传动
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四级行星齿轮减速器耦合系统动态性能优化 被引量:16
13
作者 林腾蛟 曹洪 +2 位作者 谭自然 何泽银 吕和生 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期161-171,共11页
为研究复杂激励作用下多级行星齿轮减速器的耦合振动响应及动态性能优化方法,以某型海洋平台升降齿轮箱为对象,建立了包含时变啮合刚度、传动误差、啮合阻尼、齿侧间隙、摩擦力矩、结合部刚度和阻尼等因素的四级行星耦合系统动力学集中... 为研究复杂激励作用下多级行星齿轮减速器的耦合振动响应及动态性能优化方法,以某型海洋平台升降齿轮箱为对象,建立了包含时变啮合刚度、传动误差、啮合阻尼、齿侧间隙、摩擦力矩、结合部刚度和阻尼等因素的四级行星耦合系统动力学集中参数模型,采用龙格库塔法对额定工况下的动力学方程进行求解,并将计算所得的振动响应与实测结果进行对比,两者吻合较好。在此基础上,提出了基于谐波平衡法的多级行星齿轮耦合系统动态优化方法,以减速器壳体尺寸参数和齿轮副基本参数为设计变量,减速器总传动比、实际中心距、轮齿强度等为约束条件,振动加速度均方根值和总体质量最小为目标,建立多目标混合离散优化模型,基于分枝定界算法编写程序求解模型,获得最优设计变量。结果表明,优化后减速器总质量减小8.2%,传动系统振动加速度降低33.4%,壳体振动加速度降低70.5%,优化效果明显。 展开更多
关键词 升降齿轮箱 行星齿轮传动 耦合振动 多目标优化
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裂纹故障对行星齿轮传动系统动力学特性的影响 被引量:15
14
作者 肖正明 郇立荣 曹金鑫 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期188-194,共7页
针对行星传动装置动态特性复杂、故障率高的问题,拟从动力学角度探索行星传动系统的故障机理。采用改进能量法,仿真分析正常与含裂纹齿轮时变啮合刚度,考虑时变啮合参数影响,运用集中参数法建立了行星齿轮传动系统动力学模型;求解得到... 针对行星传动装置动态特性复杂、故障率高的问题,拟从动力学角度探索行星传动系统的故障机理。采用改进能量法,仿真分析正常与含裂纹齿轮时变啮合刚度,考虑时变啮合参数影响,运用集中参数法建立了行星齿轮传动系统动力学模型;求解得到了正常与含故障齿轮传动系统动态响应,并对比分析了裂纹故障对动力学特性的影响;通过台架实验,分析了裂纹故障对齿轮动态响应的影响,结合小波分析与EEMD方法对齿轮振动信号进行频谱分析,并对比分析了正常与故障齿轮的频域特性差异,揭示了行星齿轮传动系统的故障机理。研究表明:所建立的动力学模型精度较高,能够很好地描述含故障齿轮传动系统的动力学特性;由于裂纹故障引起传动系统振动的调制效应,导致在齿轮啮合频率附近出现明显边频带,故障齿轮箱的振动能量主要集中在高频段。 展开更多
关键词 行星齿轮传动 齿根裂纹 动态响应 故障试验 影响规律
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行星传动多体齿轮承载接触特性分析 被引量:14
15
作者 蒋进科 方宗德 刘红梅 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第15期174-182,共9页
根据行星齿轮功率分流传动的特点,提出多个齿轮接触的齿面加载接触分析方法。考虑了安装误差条件下的齿面准确几何形态,提出行星齿轮齿面几何接触分析(TCA)方法并获得外(内)各齿轮副的相对齿面间隙;通过一次有限元柔度系数计算获得各齿... 根据行星齿轮功率分流传动的特点,提出多个齿轮接触的齿面加载接触分析方法。考虑了安装误差条件下的齿面准确几何形态,提出行星齿轮齿面几何接触分析(TCA)方法并获得外(内)各齿轮副的相对齿面间隙;通过一次有限元柔度系数计算获得各齿轮的柔度系数,各外(内)齿轮辐接触点的法向柔度系数通过分别插值太阳轮和行星轮(行星轮和齿圈)齿面网格节点的柔度系数并叠加获得;结合齿轮的几何分析与力学分析,将多个齿轮副受力接触转化为求解齿面有限个离散接触点的力学平衡问题,通过数学规划的方法求解非线性方程组得到加载后各齿轮副的齿面变形、啮合刚度、载荷分布、行星轮均载系数。多载荷传动误差和载荷分配进一步反映了行星传动啮合性能,为高性能行星传动齿面的修形设计、动力学分析奠定了理论基础。 展开更多
关键词 行星齿轮 承载接触分析 接触分析 载荷分配 传动误差 均载系数
原文传递
新型混合动力汽车传动系统设计与工作模式耦合特性分析 被引量:13
16
作者 杨阳 赵新富 +2 位作者 秦大同 段志辉 巩慧 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第11期968-975,共8页
针对目前国内混合动力汽车传动系统的局限性,提出了结合行星机构的动力耦合功能和无级变速器的连续速比调节特性的新型混合动力汽车传动系统方案,运用模拟杠杆法确定了4种结构紧凑、能满足混合动力汽车多种工作模式需要的新型传动系统... 针对目前国内混合动力汽车传动系统的局限性,提出了结合行星机构的动力耦合功能和无级变速器的连续速比调节特性的新型混合动力汽车传动系统方案,运用模拟杠杆法确定了4种结构紧凑、能满足混合动力汽车多种工作模式需要的新型传动系统。分析了新型传动系统在汽车各种行驶工况下的多种工作模式及其动力传递路线和在各工作模式下的耦合特性,为整车控制策略的制定和传动系统的参数匹配与仿真奠定基础。与丰田THS、通用TWO-MODE系统进行对比分析的结果表明,新型传动系统具有结构简单、控制方便和传动效率高等优点。 展开更多
关键词 混合动力汽车 传动系统 行星齿轮传动 工作模式 耦合特性
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基于改进粒子群算法的行星齿轮传动多目标可靠性优化设计 被引量:13
17
作者 王春华 郭月 姜宗帅 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1364-1370,共7页
为改善行星齿轮传动在常规设计中不能使各目标都达到最优的问题,针对自适应粒子群寻优算法中易产生不可行解、易陷入局部最优的缺点,提出一种基于动态改变惩罚系数的多级惩罚函数的自适应粒子群寻优算法,该算法将惩罚函数设置为多级惩... 为改善行星齿轮传动在常规设计中不能使各目标都达到最优的问题,针对自适应粒子群寻优算法中易产生不可行解、易陷入局部最优的缺点,提出一种基于动态改变惩罚系数的多级惩罚函数的自适应粒子群寻优算法,该算法将惩罚函数设置为多级惩罚函数且惩罚系数可随迭代过程动态调整。以可靠性等为约束条件,选取体积、重合度和传动效率作为目标函数,利用该算法结合理想点法,构造评价函数进行多目标优化。结果表明:采用该算法使体积减少41.87%,重合度增加2.643%,传动效率增加0.156 3%,改善了原算法的不足,使各目标得到合理优化。 展开更多
关键词 改进粒子群算法 行星齿轮传动 多级惩罚函数 可靠性 多目标优化
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行星齿轮变速器的运动分析与效率计算 被引量:10
18
作者 段钦华 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2001年第4期534-535,共2页
先将行星齿轮变速器按 2 K- H基本轮系进行分解 ,然后对这些轮系单元进行运动分析和力矩分析 ,列出线性方程并求解 。
关键词 行星齿轮 变速器 传动比 效率 运动分析
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偏心轮推杆行星传动的传动原理研究 被引量:12
19
作者 陶栋材 高英武 +1 位作者 全腊珍 卢月娥 《湖南农业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 2000年第4期314-317,共4页
提出并分析了偏心轮推杆行星传动的传动原理 ,建立了理论齿廓和实际齿廓方程 ;证明了定传动比 ,采用不同的安装方式 ,可得到
关键词 齿廓方程 定传动比 偏心轮推杆行星传动
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高速行星传动内齿圈的有限元分析 被引量:11
20
作者 宋轶民 刘欣 +1 位作者 张策 刘建平 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期1016-1019,共4页
以直齿行星传动为例,对非过盈配合键连接方式的内齿圈的应力与变形进行了研究。以轮缘厚度系数来描述内齿圈的柔性,以均布的弹簧约束来反映内齿圈与机体的配合情况。利用Pro/E与ANSYS软件建立了完整内齿圈的有限元模型,根据重合度与齿... 以直齿行星传动为例,对非过盈配合键连接方式的内齿圈的应力与变形进行了研究。以轮缘厚度系数来描述内齿圈的柔性,以均布的弹簧约束来反映内齿圈与机体的配合情况。利用Pro/E与ANSYS软件建立了完整内齿圈的有限元模型,根据重合度与齿间载荷分配系数对各承载轮齿施加了分布载荷,并着重分析了工作过程中轮缘厚度系数与配合松紧度对内齿圈的应力与变形的影响。 展开更多
关键词 行星传动 内齿圈 有限元法 应力 弹性变形
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