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薄煤层采煤机摇臂行星传动齿轮齿面接触应力分析 被引量:1
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作者 乔振峰 薛军 《中国矿业》 北大核心 2024年第S02期208-211,共4页
以薄煤层采煤机摇臂系统中NGW型行星传动齿轮为例,分析啮合传动过程,建立无量纲归一化啮合曲线坐标,分别基于赫兹接触理论和Ansys有限元软件,对齿面平均接触应力进行数值计算和仿真分析,得到了平均接触应力沿啮合坐标的分布规律和有限... 以薄煤层采煤机摇臂系统中NGW型行星传动齿轮为例,分析啮合传动过程,建立无量纲归一化啮合曲线坐标,分别基于赫兹接触理论和Ansys有限元软件,对齿面平均接触应力进行数值计算和仿真分析,得到了平均接触应力沿啮合坐标的分布规律和有限元应力云图,交互验证了赫兹接触理论和有限元仿真在求解该类问题上的正确性和可行性。同时也证明三维模型建模的准确性,为后续的强度校核、传动优化设计奠定基础。 展开更多
关键词 行星传动齿轮 薄煤层采煤机 接触应力 赫兹接触理论 有限元分析
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薄煤层采煤机摇臂行星传动齿轮优化设计 被引量:7
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作者 慕杰 翟雨生 +1 位作者 王成志 高振帮 《机械设计与制造》 北大核心 2023年第3期88-91,共4页
针对薄煤层采煤机摇臂行星传动齿轮优化设计问题,以优化设计理论为基础,以渐开线圆柱齿轮设计原则、齿面接触疲劳强度、齿根弯曲疲劳强度、行星传动齿轮配齿要求等为约束条件,以行星传动齿轮体积最小为优化设计目标。从具体问题抽象出5... 针对薄煤层采煤机摇臂行星传动齿轮优化设计问题,以优化设计理论为基础,以渐开线圆柱齿轮设计原则、齿面接触疲劳强度、齿根弯曲疲劳强度、行星传动齿轮配齿要求等为约束条件,以行星传动齿轮体积最小为优化设计目标。从具体问题抽象出5个变量,7类边界约束条件和3个关联条件组成的复杂数学模型,分别运用fmincon非线性规划方法和遗传算法,在MATLAB软件上实现问题求解。结果表明,非线性规划和遗传算法两种优化方法都能够达到减小行星减速器体积,提高功率密度的设计目标;遗传算法相比非线性规划方法在寻找全局最优解方面,更有优势。 展开更多
关键词 摇臂行星传动齿轮 优化设计 非线性规划 遗传算法 薄煤层采煤机 MATLAB
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点蚀故障下行星齿轮传动振动特性
3
作者 彭宇林 魏静 +2 位作者 张爱强 段田堂 颜强 《重庆大学学报》 北大核心 2025年第1期10-20,共11页
文章基于赫兹接触理论的碰撞函数设置齿轮接触,建立健康、轻度、中度、重度不同齿轮点蚀多柔体动力学模型并进行仿真,分析了不同点蚀情况下行星齿轮时频域振动响应。搭建行星齿轮箱振动试验平台,获取了行星齿轮振动响应信号并验证行星... 文章基于赫兹接触理论的碰撞函数设置齿轮接触,建立健康、轻度、中度、重度不同齿轮点蚀多柔体动力学模型并进行仿真,分析了不同点蚀情况下行星齿轮时频域振动响应。搭建行星齿轮箱振动试验平台,获取了行星齿轮振动响应信号并验证行星齿轮点蚀多柔体动力学模型的正确性和合理性,研究了行星齿轮传动齿面点蚀形貌演化过程。研究结果表明:Y方向振动速度有效值和峰峰值随着点蚀复杂程度增加而增加;有点蚀模型振动速度和加速度出现明显边频信号,试验结果基本与仿真相符;发现了微点蚀和巨点蚀在扩展过程中宽度、深度的变化情况。 展开更多
关键词 行星齿轮传动 点蚀 振动特性 时频响应
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行星齿轮传动系统模态变化机理及变区间动态灵敏度分析
4
作者 严鹏飞 李亚宁 +2 位作者 高强 蒋方宇 昝晓磊 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第10期4109-4117,共9页
针对行星齿轮传动系统优化设计过程中确定参数有效设计范围的问题,开展两级行星齿轮传动系统参数动态灵敏度研究。以车用两级行星齿轮传动系统为研究对象,采用拉格朗日方程构建系统的固有振动模型,对两级行星排的振型特点进行归纳总结,... 针对行星齿轮传动系统优化设计过程中确定参数有效设计范围的问题,开展两级行星齿轮传动系统参数动态灵敏度研究。以车用两级行星齿轮传动系统为研究对象,采用拉格朗日方程构建系统的固有振动模型,对两级行星排的振型特点进行归纳总结,推导行星系统的振动能量的表达式,揭示了振动能量的分布状态及能量只在同一阶次振动传递的规律。进一步探究了系统固有频率的模态变化机理,阐述参数变化引发系统固有频率模态跃迁的振动能量传递本质。采用求导法推导系统固有频率的参数灵敏度方程,研究模态跃迁现象对参数灵敏度的影响规律,揭示固有频率灵敏度随参数取值改变的动态变化规律,提出了基于模态跃迁现象划分参数灵敏度区间的方法,实现对优化设计阶段变量取值范围选择工作的有效指导。 展开更多
关键词 行星齿轮传动系统 模态跃迁 参数灵敏度 模态能量
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柔性齿圈下的行星齿轮传动系统动力特性研究
5
作者 陆春元 焦洪宇 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第12期126-133,共8页
建立了计入内圈齿轮柔性的行星齿轮传动系统刚柔耦合动力学模型,考虑了时变啮合刚度和静态传输误差激励,采用龙格-库塔数值算法计算了行星齿轮传动系统的动态响应特性,研究了齿轮节线和齿根上的动态应力和变形分布。结果表明柔性内齿圈... 建立了计入内圈齿轮柔性的行星齿轮传动系统刚柔耦合动力学模型,考虑了时变啮合刚度和静态传输误差激励,采用龙格-库塔数值算法计算了行星齿轮传动系统的动态响应特性,研究了齿轮节线和齿根上的动态应力和变形分布。结果表明柔性内齿圈的降低了内齿圈与行星轮之间的动态负载分配系数,传动系统的负载特性得到了明显的改善。对于固定内齿圈,最大应力位于沿轴向的中点上,沿齿宽方向的动态变形最大值出现在齿面末端,动态变形从齿顶边缘到齿根边缘呈递减趋势。由于支承刚度较小,负载分配系数随厚度的增加迅速减小,且行星销的错位和静态传输误差对系统的负载分配系数产生负面影响。 展开更多
关键词 行星齿轮传动系统 柔性齿圈 动态响应 负载分配系数
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空间机械臂关节双电机-行星齿轮传动系统的多目标优化 被引量:1
6
作者 胡明珠 刘怀举 +1 位作者 张秀华 朱才朝 《宇航学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期2009-2023,共15页
关节机电传动系统作为空间机械臂的核心装置,其小体积、大传动比与高可靠设计是世界航天领域的重要难题。然而多动力源、多级传动、多点啮合、机电耦合等特征下,系统的传动效率、安全性与轻量化通常难以兼顾,无法满足新一代空间机构重... 关节机电传动系统作为空间机械臂的核心装置,其小体积、大传动比与高可靠设计是世界航天领域的重要难题。然而多动力源、多级传动、多点啮合、机电耦合等特征下,系统的传动效率、安全性与轻量化通常难以兼顾,无法满足新一代空间机构重载、高精和低能耗的关键需求。针对某空间机械臂关节机电传动系统,提出了一种双电机驱动与“两级内啮合+准行星+3K-Ⅲ行星齿轮”的机电传动系统设计方案,开发了基于optiSLang与NSGA-Ⅲ算法的机电传动系统设计方法。该方案实现了永磁体长度、转子槽外径、齿轮模数、齿数、变位系数等66个机电参数的协同设计和优化,揭示了结构参数对于系统效率、质量、安全性的影响次序,实现机电传动系统传动效率、安全性与输出扭矩分别提升了5.63%~9.26%、19.35%~24.78%、9.79%~11.39%,同时减重6.23%,为新一代航天装备研发提供了支撑。 展开更多
关键词 空间机械臂 机电传动系统 双电机驱动 行星齿轮传动 多目标优化
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考虑齿廓修形的行星齿轮传动系统动力学特性研究 被引量:5
7
作者 莫帅 刘志鹏 +2 位作者 罗炳睿 岑国建 徐家科 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期191-199,共9页
基于对行星齿轮传动系统高传动效率和低噪音等要求,以行星齿轮传动系统为研究对象,采用集中参数法建立了考虑偏心误差和安装误差的斜齿行星齿轮传动系统的弯⁃扭⁃轴耦合动力学模型,利用四阶Runge⁃Kutta法求解动力学方程得到行星齿轮的动... 基于对行星齿轮传动系统高传动效率和低噪音等要求,以行星齿轮传动系统为研究对象,采用集中参数法建立了考虑偏心误差和安装误差的斜齿行星齿轮传动系统的弯⁃扭⁃轴耦合动力学模型,利用四阶Runge⁃Kutta法求解动力学方程得到行星齿轮的动态啮合力、动态传动误差和动载系数等动态特性,并以此为评价指标展开行星齿轮的修形研究。建立了齿廓修形后的齿面方程和考虑齿面修形的动力学方程,研究不同修形量的行星齿轮传动系统动态特性变化。研究结果表明,随着修形量的增大,行星齿轮的动态啮合力、动态传动误差和动载系数都有不同程度的降低,降到最低值后又开始增大,最终确定齿轮的合理修形量。经过整机性能测试发现合理修形下的行星减速器振动噪声降低、传动性能提升,为行星齿轮传动系统的减振降噪、传动效率提升设计提供了理论支撑。 展开更多
关键词 行星齿轮传动系统 齿轮修形 动态啮合力 动态传动误差
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行星齿轮传动系统碰撞振动特性研究 被引量:26
8
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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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
9
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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实值编码遗传算法的行星齿轮传动优化 被引量:17
10
作者 彭召旺 杨洪柏 钟廷修 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第7期833-836,共4页
角度变位2K-H行星齿轮的优化设计是一个多峰函数优化问题,用传统确定性的、计算式方法容易陷入局部最优解.为达到全局优化的目的,采用实值编码遗传算法进行优化.首先给出了一个通用性强、以体积最小为优化目标的2K-H传动机... 角度变位2K-H行星齿轮的优化设计是一个多峰函数优化问题,用传统确定性的、计算式方法容易陷入局部最优解.为达到全局优化的目的,采用实值编码遗传算法进行优化.首先给出了一个通用性强、以体积最小为优化目标的2K-H传动机构的优化模型,然后描述一种实值编码遗传算法的实现,并将之应用于角度变位行星传动的优化设计.其优化结果与单纯形的比较表明,遗传算法更能脱离局部解而取得更优解,在工程设计中具有一定的应用价值. 展开更多
关键词 全局优化 实值编码 遗传算法 行星齿轮传动
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两级行星齿轮传动非线性啮合力频率耦合与动态特性研究 被引量:15
11
作者 刘辉 蔡仲昌 项昌乐 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第19期13-23,共11页
利用拉格朗日方程推导了两级行星齿轮传动的平移-扭转非线性振动模型,模型考虑了齿侧间隙、时变啮合刚度及其相位差、综合啮合误差、行星轮位置角时变性以及各行星排级间连接件的弯曲和扭转刚度。从行星排级间连接轴的力与变形耦合关系... 利用拉格朗日方程推导了两级行星齿轮传动的平移-扭转非线性振动模型,模型考虑了齿侧间隙、时变啮合刚度及其相位差、综合啮合误差、行星轮位置角时变性以及各行星排级间连接件的弯曲和扭转刚度。从行星排级间连接轴的力与变形耦合关系出发,研究了两个行星排啮合力产生的啮合频率耦合现象。通过数值仿真对不同激励条件下啮合频率耦合的表现形式进行了研究,对不同行星排的动载系数、均载系数、连接轴转矩的动态特性进行了分析,为多级行星齿轮传动系统动力学分析与设计提供指导。 展开更多
关键词 行星齿轮传动 非线性 啮合力 啮频耦合 动载系数 均载系数
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复式行星齿轮传动系统综合动力学模型及振动特性研究 被引量:8
12
作者 杨富春 周晓军 郑津洋 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第8期144-148,共5页
建立了复式行星齿轮传动综合动力学模型,模型考虑了各构件的平移和扭转振动及静态传递误差。系统分析了复式行星齿轮传动系统的固有振动特性,研究了其固有频率的带状分布特点,根据中心构件及行星轮的振动特点,将系统振型分为三类,即中... 建立了复式行星齿轮传动综合动力学模型,模型考虑了各构件的平移和扭转振动及静态传递误差。系统分析了复式行星齿轮传动系统的固有振动特性,研究了其固有频率的带状分布特点,根据中心构件及行星轮的振动特点,将系统振型分为三类,即中心构件平移-行星轮随机振动模式、中心构件扭转-行星轮相同振动模式、中心轮静止-相邻行星轮反向振动模式。 展开更多
关键词 复式行星齿轮传动 动力学 振动 模态
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五挡变速器行星齿轮传动方案研究 被引量:8
13
作者 何国旗 王绍良 李兴华 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第9期779-784,共6页
利用等效杠杆法分析了三自由度三行星排行星齿轮传动变速器可以实现的挡位数,对三自由度三行星排行星齿轮传动变速器基本接合元件的布置、行星排之间可能的连接形式及各种传动简图进行了深入的研究,得出了可行的传动方案。对可行方案进... 利用等效杠杆法分析了三自由度三行星排行星齿轮传动变速器可以实现的挡位数,对三自由度三行星排行星齿轮传动变速器基本接合元件的布置、行星排之间可能的连接形式及各种传动简图进行了深入的研究,得出了可行的传动方案。对可行方案进行了挡位、运动及力矩等方面的计算机辅助分析,建立了对行星齿轮传动变速器各传动方案的模糊评判目标进行定量化处理的数学方法,通过模糊综合评判,得出了评判结果,为自主研发自动变速器作了必要的准备。 展开更多
关键词 自动变速器 传动方案 行星齿轮传动 行星
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高重合度行星齿轮传动系统动态特性分析 被引量:8
14
作者 渠珍珍 鲍和云 +1 位作者 朱如鹏 李发家 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2012年第7期1174-1179,共6页
针对行星齿轮传动系统,采用集中质量法建立太阳轮浮动的动力学模型,考虑时变啮合刚度和综合啮合误差的影响,推导得出系统的动力学微分方程。采用变步长Runge-Kutta数值积分方法求解动力学微分方程。对比研究了高重合度行星齿轮传动系统... 针对行星齿轮传动系统,采用集中质量法建立太阳轮浮动的动力学模型,考虑时变啮合刚度和综合啮合误差的影响,推导得出系统的动力学微分方程。采用变步长Runge-Kutta数值积分方法求解动力学微分方程。对比研究了高重合度行星齿轮传动系统和普通行星齿轮传动系统的动态时域响应,动载特性和均载特性。分析结果表明:高重合度行星齿轮传动振动幅值较低,动载荷较小,均载特性较好,因此传动更加平稳,噪声减小,传动性能更好。 展开更多
关键词 高重合度 行星齿轮传动 动态特性
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行星齿轮传动的共振失效概率 被引量:3
15
作者 王世宇 宋轶民 +2 位作者 张策 沈兆光 杨通强 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第12期1122-1128,共7页
基于2K-H直齿行星齿轮传动随机模型,研究了行星齿轮传动的模态数字特征和共振失效问题.采用理论分析方法将行星齿轮传动的模态灵敏度与随机结构的模态数字特征计算相结合,给出了行星齿轮传动的3种不同振动模式固有频率数字特征的计算方... 基于2K-H直齿行星齿轮传动随机模型,研究了行星齿轮传动的模态数字特征和共振失效问题.采用理论分析方法将行星齿轮传动的模态灵敏度与随机结构的模态数字特征计算相结合,给出了行星齿轮传动的3种不同振动模式固有频率数字特征的计算方法;基于相位调谐理论,将行星齿轮传动的共振划分为扭转共振模式、平移振动模式和行星轮共振模式,给出了由3种模式的共振导致的行星齿轮传动失效概率的计算方法及其动态仿真,并提出了基于相位调谐理论和共振失效概率计算的行星齿轮传动动态设计原则. 展开更多
关键词 行星齿轮传动 相位调谐 随机特征值 共振
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基于间隙浮动的行星齿轮传动系统静力学均载分析 被引量:10
16
作者 李阳 刘光磊 +2 位作者 刘更 李应生 蒋立冬 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2009年第8期1115-1120,共6页
分析了行星轮系行星轮间载荷分配不均衡的原因,总结了当量啮合误差公式,建立了包含间隙浮动均载等因素的行星轮系平衡方程组,给出了针对该方程组的特殊求解策略,并计算了某船用行星齿轮传动系统载荷不均载系数。
关键词 行星齿轮传动 间隙浮动 不均载系数 当量啮合误差
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少齿差行星齿轮传动实际接触齿数及载荷分配的研究 被引量:22
17
作者 朱才朝 黄健 唐倩 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第18期1586-1589,共4页
在考虑内外啮合齿轮副齿廓理论间隙、制造误差及轮齿弹性变形的基础上 ,建立少齿差内啮合行星齿轮传动实际接触齿对数及各齿间载荷分配的理论分析模型 ;分析计算了在额定载荷工况下的实际接触齿对数及各齿上的载荷分配 ;并利用应变测试... 在考虑内外啮合齿轮副齿廓理论间隙、制造误差及轮齿弹性变形的基础上 ,建立少齿差内啮合行星齿轮传动实际接触齿对数及各齿间载荷分配的理论分析模型 ;分析计算了在额定载荷工况下的实际接触齿对数及各齿上的载荷分配 ;并利用应变测试方法进行了相应的实验研究 ;验证了理论分析计算的结果 ,为少齿差行星齿轮传动承载能力的估算。 展开更多
关键词 少齿差行星齿轮传动 接触齿数 载荷分配 应变测试
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齿轮传动系统中行星轮断齿故障特征分析 被引量:9
18
作者 王鑫 徐玉秀 武宝林 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第21期81-86,共6页
为识别齿轮传动系统中行星轮断齿故障特征及其连带的故障本质特征,建立了2级定轴齿轮+1级行星轮的风电齿轮传动系统量纲-动力学方程。对比研究正常与行星轮断齿故障状态下系统随激励频率变化的故障特性。通过研究发现了行星轮断齿故障... 为识别齿轮传动系统中行星轮断齿故障特征及其连带的故障本质特征,建立了2级定轴齿轮+1级行星轮的风电齿轮传动系统量纲-动力学方程。对比研究正常与行星轮断齿故障状态下系统随激励频率变化的故障特性。通过研究发现了行星轮断齿故障引发的脱齿-碰撞现象,断齿故障特征及连带故障特征。依据仿真结果识别出实验信号中无法确定的由行星轮断齿故障引起的连带故障信号,诊断出故障特征表现微弱的行星轮断齿故障。 展开更多
关键词 行星齿轮传动 非线性动力学系统 分岔 断齿故障 连带故障特征
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高可靠性/高功率密度行星齿轮传动设计技术研究 被引量:9
19
作者 尚珍 刘忠明 王长明 《机械设计》 CSCD 北大核心 2010年第6期48-51,共4页
基于对核电、风电等大型能源装置中行星齿轮传动设计制造技术的深入研究,考虑到高可靠性、高功率密度在行星齿轮传动设计中的重要性,在设计技术中引入了设计参数的模糊性和随机性,将模糊数学和可靠性理论相结合,并采用多目标优化设计,... 基于对核电、风电等大型能源装置中行星齿轮传动设计制造技术的深入研究,考虑到高可靠性、高功率密度在行星齿轮传动设计中的重要性,在设计技术中引入了设计参数的模糊性和随机性,将模糊数学和可靠性理论相结合,并采用多目标优化设计,对大型能源装置中行星齿轮传动装置的高可靠性、高功率密度设计技术进行了研究。最后,通过实例证明,该设计方法可达到高可靠性、高功率密度的设计目的,同时,该设计方法可根据设计给定的可靠度进行参数设计,提高了设计的灵活性。并且,此方法还可应用于其他机械的设计,具有广泛的实用性。 展开更多
关键词 行星齿轮传动 模糊可靠性 功率密度
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内齿行星齿轮传动效率分析 被引量:7
20
作者 张锁怀 吴春英 王乃信 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 1994年第4期69-72,共4页
本文研究了内齿行星齿轮传动的啮合效率和转臂轴承的效率,得出的结论是:该传动的效率很高;效率随传动比的增大而减小;传动比大于一定值时,逆向传动将自锁。通过受力分析可知,内齿轮的数目不能少于三个,每块内齿轮上的啮合力是周... 本文研究了内齿行星齿轮传动的啮合效率和转臂轴承的效率,得出的结论是:该传动的效率很高;效率随传动比的增大而减小;传动比大于一定值时,逆向传动将自锁。通过受力分析可知,内齿轮的数目不能少于三个,每块内齿轮上的啮合力是周期性变化的。 展开更多
关键词 传动 效率 啮合力 行星齿轮传动
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