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振动与冲击 2018年第2期37卷 242-247,260页

作者：夏炀志强秦大同重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044

设计并采用低耗齿轮提高了大速比行星齿轮传动的效率。运用集中参数法建立了采用低耗齿轮的大速比行星齿轮传动的多自由度纯扭转动力学模型,通过对特征值问题的求解得到系统的各阶固有频率与振型矢量,归纳了大速比行星齿轮传动的固有特... 详细信息

设计并采用低耗齿轮提高了大速比行星齿轮传动的效率。运用集中参数法建立了采用低耗齿轮的大速比行星齿轮传动的多自由度纯扭转动力学模型,通过对特征值问题的求解得到系统的各阶固有频率与振型矢量,归纳了大速比行星齿轮传动的固有特性;通过研究系统的共振转速与固有频率的关系,验证了纯扭转模型的准确性。在此基础上研究了低耗齿轮对该传动系统动力学特性的影响,结果表明,当低耗齿轮副的重合度设计在一定的范围时,传动系统的效率较高且振动较小。

关键词：低耗齿轮效率大速比固有特性共振动力学

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采用低耗齿轮设计的大速比行星传动动力学研究

采用低耗齿轮设计的大速比行星传动动力学研究

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作者：王建湘重庆大学

学位级别：硕士

采煤机截割部和风力发电机增速箱等齿轮传动系统中常常要求传动系统具有很大的传动比。NGWN(Ⅱ)型行星齿轮传动系统能实现大传动比(5000),并且具有结构紧凑、零部件数量少的优点。但该类传动存在效率较低的问题,影响了其广泛使用。本课... 详细信息

采煤机截割部和风力发电机增速箱等齿轮传动系统中常常要求传动系统具有很大的传动比。NGWN(Ⅱ)型行星齿轮传动系统能实现大传动比(5000),并且具有结构紧凑、零部件数量少的优点。但该类传动存在效率较低的问题,影响了其广泛使用。本课题是国家重点基础研究计划(973计划,深部危险煤层无人采掘装备关键基础研究)的课题四:重载突变工况的高效动力传递原理及自适应控制方法(NO.2014CB046304)研究内容的组成部分。针对NGWN(Ⅱ)型行星齿轮传动,在分析国内外研究现状的基础上,本文开展了以下研究工作:(1)采用集中参数法,建立了NGWN(Ⅱ)型行星传动的纯扭转动力学模型,研究了NGWN(Ⅱ)型行星传动的固有特性,通过求解无阻尼自由振动方程的特征值问题获得了传动系统的固有频率和振型,总结了NGWN(Ⅱ)型行星传动的振动模态特征;采用数值方法求解了系统在恒定载荷下的动态响应,并对啮合副动态啮合力在时域和频域里进行了分析;分析了工况参数(输入转速和输入扭矩)对系统动态响应的影响,获得了系统共振特性和适用的工况。最后,对比了NGWN(Ⅱ)与常用的NGW在相同工况下的动力学响应,发现在输入工况一致的情况下NGWN(Ⅱ)比NGW的振动大得多。(2)针对NGWN(Ⅱ)型行星传动效率较低的问题,采用单元分析法研究了NGWN(Ⅱ)型行星传动效率较低的原因,提出采用低耗齿轮设计方法提升其效率。该方法通过同时调整轮齿的变位系数和齿顶高系数使得啮出重合度和啮入重合度相等且端面重合度较小,使得啮合副的效率显著提升。说明了在NGWN(Ⅱ)型行星传动中应在两对内啮合副中采用低耗齿轮设计,获得了采用低耗齿轮设计的重合度与系统效率的关系。(3)对采用低耗齿轮设计提升效率但降低了重合度的NGWN(Ⅱ)型行星传动的动力学特性进行了研究,分析了低耗齿轮设计参数对动力学响应的影响,获得了NGWN(Ⅱ)采用低耗齿轮设计的重合度与动力学性能之间的关系。在此基础上,结合采用低耗齿轮设计的重合度与系统效率的关系,提出了考虑效率和动力学性能的NGWN(Ⅱ)型行星传动的设计方法,给出了NGWN(Ⅱ)型行星传动中采用低耗齿轮设计的重合度选择范围。

关键词：大速比行星传动动力学效率低耗齿轮重合度

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基于低耗非对称齿轮的大速比行星齿轮传动动态特性研究

基于低耗非对称齿轮的大速比行星齿轮传动动态特性研究

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作者：夏炀志强重庆大学

学位级别：硕士

大速比NGWN(I)型行星齿轮传动,结构紧凑,可实现较大传动比,应用前景广泛。然而在工程实际中,该类传动系统存在效率较低的问题。本文这里采用低耗齿轮来实现传动效率的提升,但由此引入的重合度较小的问题,可能会影响传动系统相关的动力... 详细信息

大速比NGWN(I)型行星齿轮传动,结构紧凑,可实现较大传动比,应用前景广泛。然而在工程实际中,该类传动系统存在效率较低的问题。本文这里采用低耗齿轮来实现传动效率的提升,但由此引入的重合度较小的问题,可能会影响传动系统相关的动力学性能;此外,实际工况条件下的NGWN(I)型传动动力学特性尚不清楚,相关方面的研究还很少。鉴于此,深入研究并分析这类大速比行星齿轮传动的动态特性是十分有必要的。本课题来源于国家973计划(NO.2014CB046304),鉴于NGWN(I)型传动的相关问题,主要开展了如下研究:(1)针对NGWN(I)型行星传动的动力学方面,首先建立起相应的集中参数模型,然后在此基础上,以各构件为研究对象,基于牛顿第二定律,推导了相应的弹性动力学微分方程。(2)针对大速比行星传动的动态特性进行了研究。首先研究了传动系统的固有频率和振型,归纳了其相应的振动模式,并基于共振的理论研究了相应的共振转速。然后对系统的动态响应进行了求解,并着重分析了影响系统动载特性的相关因素,从而较为深入地了解了NGWN(I)型传动的动力学特性。(3)采用低耗齿轮来提升大速比NGWN(I)型传动的效率。该方法通过优化轮齿参数来减小齿轮副重合度以降低啮合功率损失,从而使得传动系统的效率大大提高。但是,考虑到啮合副之间重合度一旦过小,可能会影响到传动系统的振动情况。因此,以低耗齿轮副的重合度为设计变量,分析其相应的振动情况是十分有必要的。基于建立的动力学模型,分别以动载系数和振动烈度(即振动速度的均方根值)作为振动的评价指标,研究结果表明:采用低耗齿轮后,在合适的重合度区间上,传动系统的效率得到有效提升,系统的振动烈度也较为合理;但是低耗齿轮的设计运用,一定程度上使得系统的动载特性变差。(4)在前面的基础上,对同时采用低耗齿轮和非对称齿轮的传动系统进行联合参数化设计计算,根据多目标设计中主要目标法的研究思路,确定了设计模型中的目标函数和设计变量,并基于模型求解过程合理性的考虑,将设计变量离散,在全域范围内进行计算求解。得到最终的设计结果后,分别从传动效率和动力学性能等方面对设计前后相关数据进行了对比。结果表明,采用低耗、非对称齿轮的优化设计方法是有效可行的,在显著提升传动系统效率的同时,还能保证较好的动力学性能。

关键词：大速比行星传动效率动力学低耗齿轮非对称齿轮

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考虑效率和动力学性能的大速比行星传动(NGWN(Ⅱ))设计方法

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机械传动 2018年第1期42卷 41-46页

作者：王建湘秦大同重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044

针对NGWN型大速比行星传动效率低的问题,可采用低耗齿轮设计,即通过同时优化变位系数和齿顶高系数,降低端面重合度以减小啮合功率损失,从而显著提高齿轮传动效率。但重合度改变会对传动系统的动力学性能产生影响。以NGWN(Ⅱ)型行星传动... 详细信息

针对NGWN型大速比行星传动效率低的问题,可采用低耗齿轮设计,即通过同时优化变位系数和齿顶高系数,降低端面重合度以减小啮合功率损失,从而显著提高齿轮传动效率。但重合度改变会对传动系统的动力学性能产生影响。以NGWN(Ⅱ)型行星传动为研究对象,获得了采用低耗齿轮设计的重合度与系统效率的关系;建立动力学模型得到了低耗齿轮设计的重合度与动力学性能的关系,最后给出了采用低耗齿轮设计的重合度选择范围,为高效率、较优动力学性能的大速比行星传动设计提供理论指导。

关键词：大速比行星传动低耗齿轮重合度效率动力学

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