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计及动力学参数辨识的风电齿轮传动系统疲劳损伤预估
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作者 李浩 吕稳 +1 位作者 谭建军 杨书益 《可再生能源》 北大核心 2025年第4期476-483,共8页
文章通过建立风电齿轮传动系统扭转动力学模型,提出了基于机理模型与运行状态的风电齿轮传动系统动力学参数辨识与疲劳损伤预估方法,分析了不同齿轮磨损状态下的风电齿轮传动系统动态响应与疲劳损伤预估效果。分析结果表明:通过辨识得... 文章通过建立风电齿轮传动系统扭转动力学模型,提出了基于机理模型与运行状态的风电齿轮传动系统动力学参数辨识与疲劳损伤预估方法,分析了不同齿轮磨损状态下的风电齿轮传动系统动态响应与疲劳损伤预估效果。分析结果表明:通过辨识得到的齿轮转动惯量和啮合刚度与目标值吻合较好;同一齿轮的接触疲劳损伤普遍大于弯曲疲劳损伤,且齿轮磨损会加剧动态啮合力波动,增大疲劳损伤,在不同齿轮磨损状态下,系统动态响应和齿轮疲劳损伤的预估值与目标值均吻合较好。 展开更多
关键词 风电机组 齿轮传动 参数辨识 疲劳损伤
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机械-惯性载荷作用下航发齿轮传动壳体拓扑优化
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作者 黄昊 夏静贵 +2 位作者 吴俊佑 卢泽华 刘怀举 《重庆大学学报》 北大核心 2025年第5期15-27,共13页
航发齿轮传动机匣在恶劣服役工况和复杂载荷条件下,要求壳体具备轻量化特征,轴承孔错位量作为机匣的关键评价指标,如何保证错位量同时实现轻量化成为一大挑战。文中基于SIMP插值惩罚模型提出了一种考虑机械-惯性载荷作用的航发齿轮传动... 航发齿轮传动机匣在恶劣服役工况和复杂载荷条件下,要求壳体具备轻量化特征,轴承孔错位量作为机匣的关键评价指标,如何保证错位量同时实现轻量化成为一大挑战。文中基于SIMP插值惩罚模型提出了一种考虑机械-惯性载荷作用的航发齿轮传动壳体拓扑优化方法,将惯性过载对机匣附件所产生的影响加入优化模型,以壳体应力、危险轴承孔中心错位量和优化区域体积分数为约束条件,不同工况下的壳体加权柔顺度最小为目标,实现壳体减重7.1%的同时,Von Mises应力、变形量和危险轴承孔中心错位量最大分别下降7.1%、3.1%和12.1%。 展开更多
关键词 航空发动机 附件机匣 结构设计 齿轮传动 拓扑优化
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基于折衷规划法的航发齿轮传动壳体结构-热柔度协同拓扑优化
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作者 黄昊 王曾 +2 位作者 李波 卢泽华 刘怀举 《中国机械工程》 北大核心 2025年第7期1471-1478,共8页
齿轮传动机匣是航空发动机的核心组件,常面临极端恶劣的服役环境和轻量化的设计需求。目前的机匣壳体结构设计依赖工程经验,难以满足航空发动机的高功率密度设计需求。基于折衷规划法提出一种考虑热传导性能的壳体多目标拓扑优化方法,... 齿轮传动机匣是航空发动机的核心组件,常面临极端恶劣的服役环境和轻量化的设计需求。目前的机匣壳体结构设计依赖工程经验,难以满足航空发动机的高功率密度设计需求。基于折衷规划法提出一种考虑热传导性能的壳体多目标拓扑优化方法,以轴承孔错位量和优化区域的体积分数为约束条件开展拓扑优化,实现了壳体减重6.1%,最大von Mises应力减小5.2%,最高温度降低2.3%,轴承孔中心错位量减小9.3%。 展开更多
关键词 航空发动机 齿轮传动壳体 热传导 拓扑优化
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基于UG的拖拉机齿轮传动系统仿真研究
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作者 杨玉霞 李艳钰 《农机化研究》 北大核心 2025年第1期258-261,268,共5页
设计了一款拖拉机复合行星齿轮的动力系统,并基于UG仿真软件,建立了齿轮参数化模型,得到了齿轮的渐开线和齿廓线,最后建立了齿轮传动系统仿真模型。齿轮传动系统可靠性实验表明:系统齿轮运动符合预期,满足设计要求,证实了系统的可靠性。
关键词 拖拉机 复合行星齿轮 UG 齿轮传动
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中职课堂“齿轮传动”协作学习模式构建与实证研究
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作者 李浩君 赖琪琪 +1 位作者 姚露霞 陈伟 《职业技术教育》 北大核心 2025年第2期35-39,共5页
针对中职课堂协作学习普遍存在低效与浅层化现象,依托群体动力理论框架,聚焦驱动力、凝聚力及耗散力三大核心要素,构建了以宏观脚本为内核、多元学习空间为支撑的齿轮传动协作学习模式。该模式涵盖三层次理论模型与五阶段课堂活动,旨在... 针对中职课堂协作学习普遍存在低效与浅层化现象,依托群体动力理论框架,聚焦驱动力、凝聚力及耗散力三大核心要素,构建了以宏观脚本为内核、多元学习空间为支撑的齿轮传动协作学习模式。该模式涵盖三层次理论模型与五阶段课堂活动,旨在通过精细化设计促进学习深度的拓展。采用准实验法对该模式进行验证,结果显示,实验组学生在学习成绩、学习动机及协作技能方面均有显著提升。为更好地发挥该模式作用,未来,在宏观脚本层面需要组织科学协作活动,注入驱动力;在学习空间层面,需要构建多元混合环境,提升凝聚力;在目标导向层面,需要确定共同发展目标,破解耗散力。 展开更多
关键词 中职课堂 协作学习 协作脚本 群体动力 齿轮传动
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并车汇流齿轮传动系统减振降噪多目标优化
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作者 何泽银 王承登 +1 位作者 肖腾 杨震 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第4期806-813,共8页
针对并车汇流齿轮传动系统振动、噪声、承载及轻量化最优结果参数各不相同的问题,本文提出并车汇流齿轮传动系统传动误差-振动-噪声-承载-质量多目标优化设计方法。考虑时变啮合刚度与传动误差,以系统动态传动误差、齿轮承载、质量、噪... 针对并车汇流齿轮传动系统振动、噪声、承载及轻量化最优结果参数各不相同的问题,本文提出并车汇流齿轮传动系统传动误差-振动-噪声-承载-质量多目标优化设计方法。考虑时变啮合刚度与传动误差,以系统动态传动误差、齿轮承载、质量、噪声与振动加速度为目标函数,以齿轮宏微观参数为设计变量,建立并车汇流齿轮传动系统传动误差-振动-噪声-承载-质量多目标优化模型,开展并车汇流齿轮传动系统减振降噪多目标优化研究。结果表明:优化后,系统噪声降低了2.3%,系统总质量降低了13.7%,系统动态传动误差峰峰值减小了55.7%,齿根弯曲应力减小了30.1%,系统振动加速度均方根值减小了40.0%,实现了并车汇流齿轮系统的振动噪声快速优化。 展开更多
关键词 齿轮传动 并车汇流 时变啮合刚度 传动误差 动力学模型 减振降噪 轻量化 多目标优化
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点蚀故障下行星齿轮传动振动特性
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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
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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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计入齿根裂纹的直齿轮传动系统振动特性研究
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作者 范磊 王娜 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第1期75-81,共7页
针对裂纹故障状态下的直齿轮传动系统,提出了计入齿根裂纹不均匀分布的直齿轮传动动态仿真方法。首先将齿轮沿齿轮齿宽方向分成若干薄片,通过具有均匀分布的齿根裂纹的方法来获得每个齿轮切片的时变啮合刚度(TVMS)。考虑了齿轮和小齿轮... 针对裂纹故障状态下的直齿轮传动系统,提出了计入齿根裂纹不均匀分布的直齿轮传动动态仿真方法。首先将齿轮沿齿轮齿宽方向分成若干薄片,通过具有均匀分布的齿根裂纹的方法来获得每个齿轮切片的时变啮合刚度(TVMS)。考虑了齿轮和小齿轮的纵向/垂直相对位移,推导了外圈与轴承座之间的纵向/垂直接触力,根据达朗伯原理,得出了齿轮传动系统中齿轮和小齿轮的运动方程。最后通过仿真分析了裂纹从齿轮齿面一侧开始扩展时的轴承振动特性,同时通过统计指标验证了仿真分析的合理性。该模型可为齿轮齿根裂纹的检测与诊断提供理论指导。 展开更多
关键词 裂纹齿轮 时变啮合刚度 齿轮传动 接触力
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模式分量能量特征赋能的齿轮传动系统无监督故障溯源方法
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作者 毕志昊 姚锦涛 +1 位作者 何清波 彭志科 《振动工程学报》 北大核心 2025年第6期1344-1353,共10页
齿轮传动系统是重大装备动力传递的关键,然而传动系统易发生多样且难以预判的故障,影响装备的运行安全与服役可靠性。针对齿轮传动系统在实际工程应用中的故障样本缺失及故障位置未知等问题,提出了模式分量能量特征赋能的无监督故障溯... 齿轮传动系统是重大装备动力传递的关键,然而传动系统易发生多样且难以预判的故障,影响装备的运行安全与服役可靠性。针对齿轮传动系统在实际工程应用中的故障样本缺失及故障位置未知等问题,提出了模式分量能量特征赋能的无监督故障溯源方法。该方法通过提取与传动元件故障机理相关、具有明确故障定位指向性的模式分量能量特征,赋能无监督异常检测与可解释故障溯源。具体地,使用所提特征构建无监督数据描述模型,并引入归因解释方法量化各特征对异常判定结果的贡献度,从而在无故障样本条件下,实现齿轮传动系统故障元件的可解释溯源。在直升机主减速器行星级台架与装甲车辆传动装置整机台架上,分别进行单一故障与复合故障溯源验证。试验结果表明,所提方法在无故障样本训练情况下,可以实现准确的传动元件故障溯源。本方法为齿轮传动系统在缺乏故障数据情况下的故障溯源提供了有效解决途径,具有工程推广价值与实际应用潜力。 展开更多
关键词 故障溯源 齿轮传动系统 特征提取 归因解释
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齿轮传动系统健康监测的故障边频簇惩罚回归提取方法
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作者 孔德同 李乃鹏 +3 位作者 李鑫宇 刘超 张乐平 黄宇昊 《国防科技大学学报》 北大核心 2025年第4期189-196,共8页
当齿轮发生故障时,频谱中出现以啮合频率及其高阶谐波频率为中心、以齿轮旋转频率为间隔的多阶调制边频簇现象。为了自动聚焦故障边频成分,提出一种惩罚回归的故障边频簇提取方法,通过自适应稀疏群套索回归自数据驱动策略确定惩罚系数大... 当齿轮发生故障时,频谱中出现以啮合频率及其高阶谐波频率为中心、以齿轮旋转频率为间隔的多阶调制边频簇现象。为了自动聚焦故障边频成分,提出一种惩罚回归的故障边频簇提取方法,通过自适应稀疏群套索回归自数据驱动策略确定惩罚系数大小,在线更新频谱权重,以此找到故障边频簇。在稀疏群套索回归获得的各边频权重系数基础上,提出一种新稀疏群套索边带指标对齿轮传动系统进行健康监测,实现齿轮传动系统早期故障预警与定位。结果分析表明,所提出的方法可以实现更准确的齿轮早期故障预警与故障定位。 展开更多
关键词 稀疏群套索 齿轮传动系统 故障边频簇 健康监测
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多源干扰下谐波齿轮传动强抗扰控制
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作者 夏鹏飞 李文硕 朱玉凯 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第6期1237-1247,共11页
谐波齿轮传动系统能调节转速和扭矩,但因具有传动误差、挠性刚度、摩擦和迟滞等多源干扰,理想地将其等效为比例环节,难以在精密运动控制中达到期望精度.针对多源干扰下谐波齿轮传动系统精细角位置控制问题,本文设计了一种将干扰观测器(... 谐波齿轮传动系统能调节转速和扭矩,但因具有传动误差、挠性刚度、摩擦和迟滞等多源干扰,理想地将其等效为比例环节,难以在精密运动控制中达到期望精度.针对多源干扰下谐波齿轮传动系统精细角位置控制问题,本文设计了一种将干扰观测器(DO)和扩张状态观测器(ESO)相结合的强抗扰控制(EADC)策略,其中DO用于估计已知部分动态特性的迟滞干扰,ESO用于估计除迟滞之外的总扰动.通过“前馈+反馈”的复合控制结构,实现了对多源干扰的同时补偿和抑制,从而保证谐波齿轮传动系统精度.本文分析了DO和ESO的收敛性、闭环系统的稳定性,对比了摩擦前馈补偿控制、自抗扰控制、基于干扰观测器控制和EADC方法的跟随和抗扰性能,数值仿真结果表明,EADC优于其他3种控制,验证了算法的有效性. 展开更多
关键词 谐波齿轮传动 多源干扰 干扰观测器 扩张状态观测器 迟滞
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人字齿轮传动系统动力学建模和振动特性研究
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作者 李金超 方朝野 阙洪军 《机电工程》 北大核心 2025年第6期1034-1044,共11页
为掌握服役过程中,人字齿轮传动系统的动态响应特性,以某人字齿轮传动系统为研究对象,对动态啮合力和箱体振动响应进行了仿真分析和实验研究。首先,依据人字齿传动系统的基本参数和结构,采用了多体动力学方法,建立了“箱体-轴承-轴-齿... 为掌握服役过程中,人字齿轮传动系统的动态响应特性,以某人字齿轮传动系统为研究对象,对动态啮合力和箱体振动响应进行了仿真分析和实验研究。首先,依据人字齿传动系统的基本参数和结构,采用了多体动力学方法,建立了“箱体-轴承-轴-齿轮啮合作用”的刚柔耦合动力学模型;然后,将输入条件和约束条件添加到所建模型中,对模型进行了动力学仿真,得到了箱体的振动响应频谱,其与现场实物测试结果吻合较好,验证了模型的准确性;最后,利用上述模型研究了偏心和轴线倾斜情况下人字齿传动系统的动态响应,两种误差均会引起齿轮啮合力的低频波动,并分析了齿面修鼓对其影响。研究结果表明:轴线倾斜引起的波动主要是转频谱线,偏心引起的波动产生了非转频谱线,且该谱线频率与齿轮的重合度有关;偏心或轴向倾斜引起的波动左右齿面相差180°,存在相互抵消现象,非啮合频率的箱体振动响应没有明显表现;齿面修鼓可以明显降低齿轮啮合引起的振动,轴线倾斜误差情况下,振动从1433 mm/s^(2)下降到1207 mm/s^(2),偏心误差情况下,振动从1444 mm/s^(2)下降到1218 mm/s^(2)。该研究成果可为人字齿传动系统的减振避振和实现低噪声设计提供一定理论基础和技术支撑。 展开更多
关键词 人字齿轮传动系统 动态啮合力 多体动力学 刚柔耦合动力学模型 动态响应特性 频谱 轴线倾斜 偏心误差
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考虑安装误差的GTF星型齿轮传动系统均载特性影响规律 被引量:1
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作者 王海旭 杨浩楠 尤小梅 《航空发动机》 北大核心 2024年第1期129-134,共6页
作为下一代民用航空发动机主要发展方向之一的齿轮传动涡扇发动机(GTF),其引入了星型齿轮传动系统,为探究安装误差对星型齿轮传动系统均载特性的影响规律,基于商用软件建立GTF星型齿轮传动系统刚柔耦合动力学模型,以均载系数为考查指标... 作为下一代民用航空发动机主要发展方向之一的齿轮传动涡扇发动机(GTF),其引入了星型齿轮传动系统,为探究安装误差对星型齿轮传动系统均载特性的影响规律,基于商用软件建立GTF星型齿轮传动系统刚柔耦合动力学模型,以均载系数为考查指标进行仿真分析。分别考虑太阳轮、齿圈安装误差对系统的影响,并引入柔性支撑刚度改善载荷分配不均的问题,系统地分析其影响规律。结果表明:在健康工况条件下,各啮合副接触力分布均匀,系统的均载特性良好;随着安装误差的增大,均载系数呈增大趋势,内、外啮合副均载系数较健康工况下的最多增大了21.1%和21.4%,系统的均载特性变差;通过添加柔性支撑并调整支撑刚度,内、外啮合副的均载系数减小到1.00952和1.00187,系统均载特性趋于合理,基本改善了载荷分配不均的问题。 展开更多
关键词 安装误差 齿轮传动涡扇发动机 星型齿轮传动系统 均载特性 接触力 柔性支撑
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齿轮传动系统共存吸引子的稳定性与分岔
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作者 金花 王才林 吕小红 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2024年第4期50-55,124,共7页
以3自由度齿轮传动系统为研究对象,应用数值仿真方法得到系统的多初值分岔图,结合最大Lyapunov指数(Top Lyapunov Exponent,TLE)分析阻尼系数对系统动力学特性的影响。将数值仿真、延拓打靶法和Floquet特征乘子相结合,延拓追踪共存吸引... 以3自由度齿轮传动系统为研究对象,应用数值仿真方法得到系统的多初值分岔图,结合最大Lyapunov指数(Top Lyapunov Exponent,TLE)分析阻尼系数对系统动力学特性的影响。将数值仿真、延拓打靶法和Floquet特征乘子相结合,延拓追踪共存吸引子的稳定性与分岔。应用胞映射法计算共存吸引子的吸引域,结合分岔图、相图和Poincaré映射图揭示共存吸引子的吸引域随系统参数变化的侵蚀演变过程。结果表明:系统存在周期倍化分岔点和鞍结分岔点之间的距离非常近的现象,鞍结分岔使系统终态在两个不同的周期运动之间跳跃,使周期倍化分岔表现出亚临界特性;共存的周期吸引子主要由鞍结分岔引起;若鞍结分岔发生在概周期运动区间,则会出现周期吸引子与概周期吸引子共存。 展开更多
关键词 振动与波 齿轮传动系统 Floquet乘子 共存吸引子 稳定性
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矿用卡车AMT齿轮传动系统可靠性分析
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作者 秦大同 高迪 +2 位作者 刘长钊 吕昌 孙丹丹 《重庆大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期15-26,共12页
为较准确预测矿用卡车(automated manual transmission,AMT)变速器齿轮传动系统的动态可靠性,考虑关键构件的柔性及内外部载荷激励的影响,构建了AMT齿轮传动系统刚柔耦合动力学模型,针对服役频次高或载荷恶劣的变速器六挡和七挡传动系... 为较准确预测矿用卡车(automated manual transmission,AMT)变速器齿轮传动系统的动态可靠性,考虑关键构件的柔性及内外部载荷激励的影响,构建了AMT齿轮传动系统刚柔耦合动力学模型,针对服役频次高或载荷恶劣的变速器六挡和七挡传动系统进行了动载荷分析。在此基础上,考虑传动系统载荷动态变化、零件强度退化和各零件之间失效的相关性,对该AMT变速器六挡和七挡传动系统的动态可靠性进行研究,找到了该AMT变速器传动系统的薄弱零部件环节,获得了传动系统及其零部件的可靠度随服役时间的变化规律,为矿用卡车AMT变速器齿轮传动系统的可靠性设计及性能提升奠定了基础。 展开更多
关键词 矿用卡车 AMT齿轮传动系统 刚柔耦合动力学模型 失效相关性 动态可靠性
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基于RCMDE和ISOMAP的行星齿轮传动耦合故障辨识研究
17
作者 苏世卿 王华锋 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第9期1584-1594,共11页
现有针对行星齿轮箱的故障诊断方法一般仅研究单一故障,但实际行星齿轮箱的故障一般由多个故障耦合而成,耦合故障的故障机理比单一故障的故障机理更复杂,振动信号中的非线性因素对特征提取的干扰更严重。针对该问题,提出了一种基于精细... 现有针对行星齿轮箱的故障诊断方法一般仅研究单一故障,但实际行星齿轮箱的故障一般由多个故障耦合而成,耦合故障的故障机理比单一故障的故障机理更复杂,振动信号中的非线性因素对特征提取的干扰更严重。针对该问题,提出了一种基于精细复合多尺度散度熵(RCMDE)、等距特征映射(ISOMAP)和遗传算法优化核极限学习机(GA-KELM)的行星齿轮箱耦合故障诊断方法。首先,利用振动加速度计采集了行星齿轮箱单一故障和耦合故障下运行时的振动信号,构建了故障数据集;随后,利用RCMDE提取了行星齿轮箱振动信号的故障特征,建立了初始的特征样本;接着,利用ISOMAP对故障特征进行了降维,并以可视化的方式获取了低维的特征样本;最后,将新特征输入至GA-KELM分类器中,对行星齿轮箱的不同故障类型进行了识别,并基于行星齿轮箱多点损伤样本,对RCMDE方法的可靠性进行了研究。研究结果表明:基于RCMDE和ISOMAP的故障特征提取方法能够有效提取振动信号中的故障特征,而GA-KELM的故障诊断准确率达到了98.13%,平均诊断准确率达到了96.25%。相较其他故障特征提取方法,基于RCMDE、ISOMAP和GA-KELM的行星齿轮箱耦合故障诊断方法能够更好地诊断行星齿轮箱的耦合故障,具有更高的诊断准确率。 展开更多
关键词 齿轮传动 耦合故障 故障诊断准确率 精细复合多尺度散度熵 等距特征映射 遗传算法优化核极限学习机
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柔性齿圈下的行星齿轮传动系统动力特性研究
18
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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某空间机构内啮合复合行星齿轮传动系统设计与优化研究 被引量:1
19
作者 张秀华 刘怀举 +1 位作者 胡明珠 朱才朝 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1376-1385,共10页
齿轮传动系统是空间站等空间机构开展设备安装与维修、舱段转位与对接等任务的核心机械装置。空间机构齿轮传动系统需满足大扭矩、高效率、长寿命、轻量化等需求,对系统设计和优化方法提出了更高要求。针对某空间机构传动系统的设计需求... 齿轮传动系统是空间站等空间机构开展设备安装与维修、舱段转位与对接等任务的核心机械装置。空间机构齿轮传动系统需满足大扭矩、高效率、长寿命、轻量化等需求,对系统设计和优化方法提出了更高要求。针对某空间机构传动系统的设计需求,提出了“两级内啮合齿轮+三级2K-H行星齿轮”的复合行星齿轮传动系统构型方案,完成了传动系统各级齿轮的结构设计,并提出了基于多准则决策的空间机构齿轮传动系统多目标优化模型,实现多达49个结构参数的快速求解。相比优化前的传动设计方案,优化后的齿轮传动系统减重5.02%,安全系数提升8.01%,为新一代空间机械臂关节等空间机构装备研发提供了支撑。 展开更多
关键词 空间机构 齿轮传动 复合行星传动 多准则决策 性能优化
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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
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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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