汇流行星排扭转模型的建立及其固有特性分析

以汇流行星排在综合传动装置中大半径转向条件下的工况为例,建立了改进的汇流行星排纯扭转动力学模型。综合考虑了时变啮合刚度、齿侧间隙、齿轮综合啮合误差、啮合阻尼以及行星轮轴承支承刚度等因素。建立了汇流行星排固有振动模型,并对该模型进行了固有特性分析,通过固有频率及振型的特点将大半径转向条件下汇流行星排振动模式进行了对比分类。     

基于虚拟样机技术的齿轮传动振动特性分析

以相互啮合的斜齿轮为研究对象,分析了齿轮传动过程振动产生的机理及振动的类型,建立了齿轮传动动力学模型,研究了啮合刚度对齿轮传动振动的影响。基于虚拟样机技术,利用ADAMS软件建立参数化斜齿轮三维实体模型,对齿轮传动过程中产生的振动进行仿真分析,验证了啮合刚度与齿轮振动程度的正相关性。提出了齿轮传动过程存在最适转速并给予证明,对齿轮设计和齿轮故障分析提供了理论依据。     

基于有限元分动箱齿轮啮合分析

由于分动箱运行环境较为恶劣,船式拖拉机行驶过程中受到外部激励和内部激励,必然会导致整车的振动并产生噪声,影响船式拖拉机工作效率和驾驶舒适性。本文建立分动箱输入级一级齿轮对模型,分析其额定工况下齿轮啮合过程齿接触应力、齿面啮合区法向载荷、齿轮时变啮合刚度。分析结果表明,额定扭矩为2.5e~6 N·mm时,齿轮轮齿单齿啮合区齿面接触应力、法向载荷、齿轮时变啮合刚度比双啮合区大,分析2.2e~6 N·mm,2.35e~6 N·mm,2.5e~6 N·mm三种工况,得到其最大啮合刚度分别为:51.041 N/(mm·μm);54.329 N/(mm·μm);57.634 N/(mm·μm),即随着扭矩的增大,齿轮轮齿综合啮合刚度也增大。为降低齿轮传动过程产生振动与噪声和分动箱系统优化设计提供依据。     

移栽机取苗机构行星轮系设计与动力学研究

以移栽机取苗机构的行星齿轮为研究对象,基于三维造型设计软件Solid Works设计了取苗机构行星齿轮传动系统的实体模型,并将其导入机械系统动力学仿真软件ADAMS中,设定工作参数后进行刚体动力学分析,分析行星齿轮传动时的齿轮x方向接触力和y方向接触力的变化规律及其频谱特征。经分析,仿真结果与理论值相吻合,验证了仿真的正确性。采用虚拟样机技术可提高取苗机构行星轮系的设计水平,也为后续的传动系统的优化设计提供了一种解决方案。     

蔬菜钵苗旋转式取苗机构动力学分析与试验

针对一种应用于蔬菜钵苗全自动移栽机的旋转式取苗机构——偏心齿轮-非圆齿轮行星系取苗机构,建立机构的动力学模型,采用动力学方程组序列求解法进行求解,得到机构在一个工作周期内链条、太阳轮轴心、中间轮轴心、行星轮轴心、太阳轮与中间轮啮合点、中间轮与行星轮啮合点等处的受力随行星架转角变化的规律。设计了机构的物理样机,开展机构动力学试验,测试得到机构物理样机在4种不同工作转速下的动力学特性,同时验证了机构动力学模型的正确性。     

拖拉机液压机械无级变速器换段过程行星排动力学特性仿真研究

课题组使用AMESim和Adams两个软件进行联合仿真,研究了拖拉机液压机械无级变速器换段过程行星排不同换段时序的动力学特性.仿真结果表明:换段时序不同,行星排齿轮啮合力也不同;随着换段重叠时序的增加齿轮啮合力增大,加剧轮齿间磨损,使得行星排振动加剧;在保证变速器换段的平顺性和效率的情况下,降低换段重叠时序有助于达到减...     

偏心—椭圆齿轮行星轮系栽植装置动力学优化与试验

为获得偏心-椭圆齿轮行星轮系栽植装置最优的机构参数,在建立其动力学分析模型的基础上,以一个作业循环中支座垂直方向所受作用力的峰值力和波动最小为目标建立其动力学优化模型。为验证所建立的动力学分析模型的可靠性,以该装置满足理想栽植要求的非劣解集为约束条件,运用所建立的动力学优化模型优化得到该装置最优的机构参数,进而基于最优机构参数搭建试验台进行动力学特性测试,测得了该栽植装置在工作转速为40 r/min时一个工作循环中支座垂直方向受力与行星架转角的关系,通过试验结果和理论结果的对比分析,表明其动力学分析模型是可靠的,可为其动力学优化提供可靠数学模型。     

行星齿轮机构在实际中的计算应用

文章介绍了行星齿轮机构的机构特点及工作原理,以及其在工业和生产生活中的应用,以太阳轮和全部行星轮的齿数模数作为计算的结果与要求,传动比、输入功率及输入输出转速作为约束条件,建立了行星齿轮传动设计的数学模型,为相关研究人员在实际的应用中合理计算确定行星齿轮的各个技术参数提供帮助。     

基于贝塞尔曲线的液肥扎穴机构动力学分析与试验

采用贝塞尔理论推导出了非圆齿轮节曲线方程,进而设计了一种贝塞尔节曲线齿轮行星轮系扎穴机构。以扎穴机构为研究对象建立了动力学模型,利用Visual Basic 6.0软件编写动力学软件,得到单位工作周期内各齿轮轴心及啮合点处受力随行星架转角变化的规律。搭建动力学土槽试验台,在工作转速40、60、80 r/min,土槽移动速度0.8 m/s及土壤硬度0.4~1.0 MPa工况下,测定扎穴机构及支撑底座的动力学特性。试验结果表明,随行星架转速增加扎穴机构振动增强;单位工作周期内支撑底座所受反力的变化规律以旋转角180°为中心对称分布。测试结果与理论分析一致,验证了理论模型的正确和试验方法的可行,该研究为施肥机高速作业时的动平衡控制提供了理论依据,为进一步设计高速化轻型化的液态施肥机奠定了基础。     

齿轮传动系统仿真

提出一种新的齿轮误差测量方法,即以实际齿面上的点相对于对应理论齿面上点的法向偏移量为齿轮误差. 该误差可以包含齿轮所有误差信息.考虑齿轮对啮合过程中的正常啮合、脱啮和齿背啮合及碰撞的情况建立齿轮传动系统振动数学模型.通过对该模型的分析,探讨了在考虑齿轮传动误差的情况下,作用在该系统的静力矩以及动力矩之间的关系对齿轮对啮合拍击的影响.     

齿轮传动系统轮齿啮合过程动载荷谱研究

建立了齿轮系统轮齿啮合过程动力学分析模型,推导了综合考虑时变啮合刚度、齿面磨损、齿形误差和安装误差的齿轮动态微分方程,提出了齿轮传动系统动载荷谱的分析方法,研究了齿轮系统载荷谱的时域特性、频域特性和时频特性,并将数值仿真结果与实验结果进行比较,结果表明:该数值仿真模型和实验结果相吻合。     

汽车后桥锥齿轮测量及传动仿真

基于一种新的齿轮误差测量方法本文提出一种新的误差表示方式,即以实际齿面上的点相对于对应理论齿面上点的法向偏移量为齿轮误差。该误差可以包含齿轮所有误差信息。考虑齿轮副啮合过程中的正常啮合、脱啮和齿背啮合及碰撞的情况建立齿轮传动系统振动数学模型。通过对该模型的分析探讨了在考虑齿轮传动误差的情况下作用在该系统的静力矩以及动力矩之间的关系对齿轮副啮合拍击的影响。     

卵形——全正圆齿轮行星系变速扎穴机构设计与试验

针对深施型液态施肥机扎穴机构始终无法满足喷肥针垂直姿态入出土问题,分别根据卵形非圆齿轮与全正圆齿轮行星轮系的组合啮合特性,设计了一种实现变速垂直扎穴的新型卵形—全正圆齿轮行星系扎穴机构。采用卵形齿轮相互啮合原理,控制扎穴机构在工作周期内的瞬时角速度变化,实现变速扎穴,满足喷肥针在入土与出土过程中水平绝度速度趋近于0的特定要求,达到穴口最小。以喷肥针垂直姿态扎穴并满足小穴口为设计目标,建立机构数学模型,以扎穴机构转速120r/min、前进速度1.2m/s和扎穴深度80mm为约束条件,得到机构的结构参数为卵形齿轮长半轴距离39.9mm、偏心率0.15、正圆齿轮节曲线直径68mm和喷肥针长度140mm,并运用ADAMS软件进行虚拟试验验证。通过高速摄像与扎穴试验,得到喷肥针在前进速度1.2m/s、扎穴转速120r/min与扎穴深度80mm下的轨迹形状、水平绝对速度曲线以及穴口宽度。结果表明,卵形—全正圆齿轮行星系扎穴机构在高转速与前进速度下,喷肥针始终保证垂直姿态入出土,实现了小穴口的目标。     

基于romax修形斜齿轮动力学特性研究

斜齿轮是齿轮传动的重要组成部分,由于标准齿面斜齿轮传动过程中存在传动误差峰峰值和接触应力过大的问题,使得传动系统振动和噪声过大。而采用修形的方法可以有效提高齿轮传动稳定性和齿面啮合效果,用以提高齿轮传动系统动力学特性。本文基于romax软件提供的修形算法——优化遗传算法进行修形,修形曲线选择抛物线,并将得到的最佳修形结果对标准齿面齿轮进行修形。有效减小了传动误差峰峰值和接触应力,采用优化后的遗传算法修形效果更明显,提高了斜齿轮传动系统动力学特性。     

卵形-全正圆齿轮行星系变速扎穴机构设计与试验

针对深施型液态施肥机扎穴机构始终无法满足喷肥针垂直姿态入出土问题,分别根据卵形非圆齿轮与全正圆齿轮行星轮系的组合啮合特性,设计了一种实现变速垂直扎穴的新型卵形-全正圆齿轮行星系扎穴机构。采用卵形齿轮相互啮合原理,控制扎穴机构在工作周期内的瞬时角速度变化,实现变速扎穴,满足喷肥针在入土与出土过程中水平绝度速度趋近于零的特定要求,达到穴口最小。以喷肥针垂直姿态扎穴并满足小穴口为设计目标,建立机构数学模型,以扎穴机构转速120 r/min、前进速度1.2 m/s和扎穴深度80 mm为约束条件,得到机构的结构参数为卵形齿轮长半轴距离39.9 mm、偏心率0.15、正圆齿轮节曲线直径68 mm和喷肥针长度140 mm,并运用ADAMS软件进行虚拟试验验证。通过高速摄像与扎穴试验,得到喷肥针在前进速度1.2 m/s、扎穴转速120 r/min与扎穴深度80 mm下的轨迹形状、水平绝对速度曲线以及穴口宽度。结果表明,卵形-全正圆齿轮行星系变速扎穴机构在高转速与前进速度下,喷肥针始终保证垂直姿态入出土,实现了小穴口的目标。     

高速插秧机HMT行星轮系机构的优化设计

针对高速插秧机液压机械无级变速器(HMT)行星齿轮系设计困难的问题,从满足传动要求,保证齿轮弯曲疲劳强度、齿面接触疲劳强度及减轻质量的角度出发,以行星齿轮系体积最小或质量最轻为优化目标,确立目标函数与约束条件,建立最优设计的数学模型,选用MATLAB优化工具箱中求解约束非线性规划问题的fmincon函数进行优化问题的求解。通过对一种高速插秧机HMT行星齿轮系的实例设计,优化设计与常规设计方法得出的结果相比,优化设计后HMT行星齿轮系齿轮的体积减小了22.4%,质量减轻明显。     

非圆齿轮行星轮系传动的栽植机构参数优化与试验

为了进一步优化栽植嘴的轨迹、姿态及其挖出的穴口形状,提高钵苗移栽的立苗率,提出了基于两级非圆齿轮行星轮系传动的栽植机构组合设计思路,运用变性椭圆-共轭非圆齿轮、变性偏心圆-共轭非圆齿轮、变性巴斯噶蜗线非圆齿轮、变性傅里叶非圆齿轮和变性正弦非圆齿轮5类非圆齿轮副,组合设计了25种不同的栽植机构。建立了基于非圆齿轮行星轮系传动的栽植机构通用数学模型,并将通用数学模型代入旋转式钵苗栽植机构多目标优化模型,根据给定的栽植农艺条件,优化得到了满足理想栽植要求的栽植机构类型及其对应的机构参数。选取其中的偏心-椭圆齿轮行星轮系栽植机构与变性椭圆齿轮行星轮系栽植机构进行对比分析,结果表明运用多种非圆齿轮副进行组合设计的栽植机构具有优越性。根据优化得到的栽植机构类型及其对应的参数进行结构设计和样机研制,并进行了运动学高速摄像试验和模拟田间栽植试验。由高速摄像试验得到的轨迹、姿态、速度等指标和理论计算的对比分析,验证了通用数学模型的正确性;由模拟田间栽植试验可得本栽植机构立苗率较高,约为95%。     

正齿行星轮分插机构的动力学分析

采用推导的刚体复合运动微分方程和动力学方程组逐次求解的方法对正齿行星轮分插机构进行动力学分析,建立其动力学模型,得到在插秧过程中链条、太阳轮轴心、中间轮轴心、行星轮轴心、太阳轮与中间轮啮合点和中间轮与行星轮啮合点受力与行星架转角的关系,为进一步对该机构强度分析和动力学优化提供理论基础。     

拖拉机无级变速箱的箱体振动分析与控制

为了减小拖拉机无级变速箱的振动和噪声,对液压功率分流无级变速箱的共振与控制问题进行了研究。首先,构建了无级变速箱的基本传动方程,计算得到了箱体内各齿轮副及行星齿轮在不同工况下的啮合频率;其次,基于SolidWorks平台构建了变速箱箱体的虚拟样机,将其导入ANSYS/Workbench软件进行模态分析,得到箱体的固有频率及前6阶模态振型;最后,通过比较变速箱齿轮副啮合频率和箱体固有频率,对变速箱箱体固有频率和可能发生共振的液压路齿轮副啮合频率进行了共振接近度计算,并制定了相应的控制策略,以规避共振现象。研究表明:拖拉机液压功率分流无级变速箱的共振点难以消除,但对于存在共振问题的速度工况,可以通过匹配不同的发动机转速与变速箱传动比来实现规避。     

功率分流混合动力传动系统扭转振动分析与刚度匹配

研究了行星齿轮功率分流混合动力传动系统的扭转振动特性分析方法,通过扭转减振器的刚度匹配实现系统共振转速的优化.针对混合动力系统可能出现的多种工作状态,建立传动系统的参数化振动模型.研究了动力传动系统转速比及减振器刚度对系统共振转速的影响.计算结果表明,只有在特定转速比区间发动机才会引起传动系统较高的共振转速,通过降低减振器扭转刚度可以降低系统共振转速,使其偏移发动机常用转速范围.