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面齿轮-行星齿轮耦合传动系统非线性动力学研究

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华中科技大学学报(自然科学版) 2024年

作者：莫帅黄轩刘文斌张伟广西大学特色金属材料与组合结构全寿命安全国家重点实验室广西大学机械工程学院华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室直升机传动技术国防科技重点实验室

为研究偏心误差对直升机齿轮传动系统的动力学影响，建立含齿轮偏心误差的面齿轮-行星齿轮动力学模型，同时考虑了时变啮合刚度以及齿侧间隙、齿间摩擦等非线性因素。分别求解当偏心误差出现在面齿轮系统和行星齿轮系统两种情况下的动... 详细信息

为研究偏心误差对直升机齿轮传动系统的动力学影响，建立含齿轮偏心误差的面齿轮-行星齿轮动力学模型，同时考虑了时变啮合刚度以及齿侧间隙、齿间摩擦等非线性因素。分别求解当偏心误差出现在面齿轮系统和行星齿轮系统两种情况下的动力学响应。用时域图、频谱图、分岔图以及最大Lyapunov指数图等表征系统在偏心误差下的动力学行为，揭示偏心作用对复杂齿轮传动系统振动特性的影响。结果表明，在部分齿轮偏心作用下，其对应啮合线位移振动位移显著增大，原有周期响应向多周期响应转变，由于各部分的耦合作用，系统其余啮合线位移在偏心激励下均出现周期性波动，振动位移表现出不同程度增大，并发生分岔复制现象，从而使得整个系统运动稳定性降低。

关键词：面齿轮行星齿轮齿轮偏心误差非线性动力学分岔与混沌

盾构机行星齿轮啮合冲击激励及系统动态特性研究

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工程科学与技术 2024年

作者：何泽银伍宏健杨震易锋裴世丰重庆交通大学机电与车辆工程学院重庆齿轮箱有限责任公司

为揭示太阳轮-行星轮间啮入冲击诱发行星轮系内外啮合状态演变规律，建立盾构机行星齿轮内啮合与外啮合齿轮副线外啮入冲击激励解析计算模型，与齿轮副有限元显式动态接触模型对比，验证解析模型合理性；进而，搭建啮入冲击诱发行星轮-... 详细信息

为揭示太阳轮-行星轮间啮入冲击诱发行星轮系内外啮合状态演变规律，建立盾构机行星齿轮内啮合与外啮合齿轮副线外啮入冲击激励解析计算模型，与齿轮副有限元显式动态接触模型对比，验证解析模型合理性；进而，搭建啮入冲击诱发行星轮-齿圈、行星轮-太阳轮线内冲击机理模型，研究外啮合齿轮副啮入冲击对行星轮-齿圈内啮合状态、太阳轮-行星轮外啮合状态的影响规律，阐明太阳轮-行星轮-齿圈多点冲击激励变化规律；而后，建立盾构机行星齿轮系统集中质量模型，计算不同冲击激励下内、外齿轮副间啮合力，阐明冲击激励与齿轮副啮合力间动态演化规律；最后，搭建行星轮系统显示动力学模型，提取外、内啮合齿轮副啮合力与接触力，与理论解析结果进行对比，验证理论模型合理性。结果表明：内外啮合冲击力数值与解析解吻合良好，相对误差4.09%；行星轮系统线外啮入冲击将诱发内啮合、外啮合齿轮副线内冲击；行星轮系冲击激励呈周期性变化，将诱发行星轮系内、外啮合齿轮副间啮合力改变，啮入冲击激励会使齿轮副间动态啮合力减小，而诱发的线内冲击激励会使齿轮副动态啮合力增大，导致行星轮系统振动加剧；行星轮系统有限元仿真数值解与解析解对比，外、内啮合啮入冲击相对误差分别为3.21%、6.4%，平均啮合力误差分别为6.93%，3.8%，验证了理论模型的正确性。

关键词：啮合冲击解析模型动态特性行星齿轮盾构机

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核电循环泵行星齿轮热弹流润滑研究

润滑与密封 2024年第2期49卷 1-10页

作者：董庆兵汪汉明冯成程魏静何东杨海师重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044 重庆大学机械与运载工程学院重庆400044 重庆齿轮箱有限责任公司重庆402263

核电齿轮箱的良好润滑性能是核电循环泵可靠运行的重要保障,充分考虑齿面形貌和齿廓修形等因素对内/外啮合齿轮副的影响是准确评估其润滑特性的前提。建立典型工况下核电循环泵行星传动系统斜齿轮热弹流润滑模型,首先将斜齿轮副的啮合... 详细信息

核电齿轮箱的良好润滑性能是核电循环泵可靠运行的重要保障,充分考虑齿面形貌和齿廓修形等因素对内/外啮合齿轮副的影响是准确评估其润滑特性的前提。建立典型工况下核电循环泵行星传动系统斜齿轮热弹流润滑模型,首先将斜齿轮副的啮合状态几何等效为圆锥滚子的接触问题,然后考虑斜齿轮接触变形和齿廓偏差,计算得到内/外啮合齿轮副接触区域不同位置的油膜厚度、承载压力、摩擦应力和闪温等参数。考虑齿面磨合作用,采用移动平均滤波方法对未经磨合的初始形貌进行光滑处理,分析了齿面形貌对润滑行为的影响,最后采取齿廓修形改善润滑特性。结果表明:粗糙度和齿廓修形均会对润滑特性产生明显的影响,齿面粗糙形貌会造成油膜厚度减小,进而影响其润滑特性,弱化润滑油膜的承载能力;通过齿廓修形可以改善齿轮啮合边界处的几何过渡,降低该区域的应力集中和表面温度,从而明显改善啮合线终端的润滑状态。

关键词：行星齿轮核电循环泵热弹流润滑移动平均滤波法表面形貌齿廓修形

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冲击工况下行星齿轮系统点蚀故障评估方法

机械传动 2024年第1期48卷 82-88页

作者：傅博伟杨杰刘英辉冯国金甄冬河北工业大学机械工程学院天津300401

行星齿轮系统作为工业减速机的关键结构,在运转过程中受到循环载荷和冲击载荷的作用,易使齿轮表面金属疲劳剥落,形成点蚀故障。当系统受到冲击载荷作用时,振动信号的剧烈波动会干扰系统的故障识别。针对该问题,基于冲击工况下含点蚀故... 详细信息

行星齿轮系统作为工业减速机的关键结构,在运转过程中受到循环载荷和冲击载荷的作用,易使齿轮表面金属疲劳剥落,形成点蚀故障。当系统受到冲击载荷作用时,振动信号的剧烈波动会干扰系统的故障识别。针对该问题,基于冲击工况下含点蚀故障的行星齿轮系统动态特性分析,开发了诊断指标。首先,基于解析几何方法及Hertz接触理论建立了齿轮副接触刚度模型;其次,引入冲击载荷,利用冲击函数法求解了太阳轮-行星轮啮合力;最后,基于系统动态响应信号的频谱分布规律,提出了边带质心能量指标,实现了故障冲击与载荷冲击的准确辨识。

关键词：冲击载荷行星齿轮动态响应点蚀故障损伤估计

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行星齿轮减速器的优化设计

中国机械 2024年第1期 12-15页

作者：陈铁娟张鑫楠董雪莲周章遐中国航发哈尔滨东安发动机有限公司哈尔滨东安汽车动力股份有限公司

行星齿轮减速器是一种常见的传动系统,广泛应用于机械工程领域,其基本结构包括行星齿轮、轴承、固定支架等部分。其中,行星齿轮是整个系统的核心部件,它决定了整个系统的性能和可靠性。因此,对于行星齿轮的设计是非常重要的。本文将从... 详细信息

行星齿轮减速器是一种常见的传动系统,广泛应用于机械工程领域,其基本结构包括行星齿轮、轴承、固定支架等部分。其中,行星齿轮是整个系统的核心部件,它决定了整个系统的性能和可靠性。因此,对于行星齿轮的设计是非常重要的。本文将从行星齿轮减速器的基础理论入手,通过对其传动比计算进行分析,提出了优化设计方案。并通过试验验证新设计方案的效果是否能够达到预期目标,为行星齿轮减速器的设计提供一定的参考。

关键词：行星齿轮减速器设计

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汽车差速器行星齿轮失效分析

农机使用与维修 2024年第1期 34-37页

作者：冯亚磊罗龙飞河南农业职业学院郑州451400 河南机电职业学院郑州451191

汽车行星齿轮是传动系统的核心部件之一,其失效对汽车性能和安全产生极大影响。该研究通过实验测试和分析,对行星齿轮失效机理进行了研究。实验表明,行星齿轮的失效主要包括齿顶接触疲劳和齿面磨损,其中前者是主要失效模式。结果表明,... 详细信息

汽车行星齿轮是传动系统的核心部件之一,其失效对汽车性能和安全产生极大影响。该研究通过实验测试和分析,对行星齿轮失效机理进行了研究。实验表明,行星齿轮的失效主要包括齿顶接触疲劳和齿面磨损,其中前者是主要失效模式。结果表明,行星齿轮的扭矩和转速对失效模式和失效寿命有着重要影响,同时,采用高强度材料和改进设计可以有效提高行星齿轮的寿命。该研究为汽车传动系统的设计和优化提供了重要的理论支撑和实验数据。

关键词：行星齿轮断口失效分析接触疲劳

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航空行星齿轮减速器在传动系统中的设计研究

模具制造 2024年第5期24卷 177-179页

作者：董雪莲张明弟周章遐中国航发哈尔滨东安发动机有限公司黑龙江哈尔滨150066 哈尔滨东安汽车动力股份有限公司黑龙江哈尔滨150060

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... 详细信息

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。

关键词：行星齿轮减速器传动系统

基于Creo的行星齿轮实现末端变速贴纸机构的设计

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自动化应用 2024年第12期65卷 267-269页

作者：杨磊刘伟忠上海烟草机械有限责任公司上海201620

基于烟包税票贴纸的实际工作需求,设计了一种末端变速的贴纸机构。该机构利用行星齿轮的基础运动属性实现税票从纸库到贴纸轮的传递,并利用伺服电机控制固定齿轮在特定相位的速度补偿运动,实现在纸库取出税票、下一工位交接税票两者末... 详细信息

基于烟包税票贴纸的实际工作需求,设计了一种末端变速的贴纸机构。该机构利用行星齿轮的基础运动属性实现税票从纸库到贴纸轮的传递,并利用伺服电机控制固定齿轮在特定相位的速度补偿运动,实现在纸库取出税票、下一工位交接税票两者末端相对速度为零,其余相位变加减速的运动。应用Creo软件建立三维模型并进行运动仿真,验证结构设计的合理性,以期为后续生产提供指导。

关键词：行星齿轮运动学仿真末端变速

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应用时频图像纹理特征的行星齿轮故障诊断

振动．测试与诊断 2022年第6期42卷 1141-1146,1245页

作者：崔宝珍王斌任川彭智慧王浩楠王泽兵中北大学机械工程学院太原030051 中北大学先进制造技术山西省重点实验室太原030051 晋西铁路车辆有限责任公司太原030027

行星齿轮箱结构复杂,当发生故障时其振动信号呈非线性非平稳特点且故障信号微弱,为了能够准确提取行星齿轮磨损故障信息的特征,提出局部均值分解(local mean decomposition,简称LMD)结合S变换(LMD-S)的信号处理方法,且转化为时频分布图... 详细信息

行星齿轮箱结构复杂,当发生故障时其振动信号呈非线性非平稳特点且故障信号微弱,为了能够准确提取行星齿轮磨损故障信息的特征,提出局部均值分解(local mean decomposition,简称LMD)结合S变换(LMD-S)的信号处理方法,且转化为时频分布图像,应用时频图像纹理特征进行行星齿轮故障诊断。首先,把振动信号经由LMD-S变换处理后利用相关分析方法滤除干扰且转化为时频分布图像;其次,利用非均匀局部二值模式(local binary patterns,简称LBP)提取不同工况下采集数据的图像纹理特征;最后,采用极限学习机识别出3种故障类型,故障识别准确率达到90%,证明了此方法的有效性。

关键词：行星齿轮模式识别故障诊断局部均值分解-S变换时频图像纹理特征