为提高人字齿行星减速器的均载性能,提出了一种新型膜片式柔性行星架的设计思路,并通过有限元分析,对比了不同参数方案。通过ADAMS虚拟样机技术对人字齿行星减速器进行了动力学仿真,提取各齿轮副啮合力,并由此计算出各行星轮均载系数,验证采用膜片式柔性行星架对两级行星轮系均载性能的影响。分析结果证明,采用新型膜片式柔性行星架可以有效提高均载性能。

以典型风电机组主轴传动系统构型为例,根据轴系的结构特点构建了轴系的力学模型。选择轴承的体积、寿命作为优化指标,构建多目标优化函数;综合考虑轴承内部及轴承之间的几何结构约束与性能要求,建立优化约束函数;确定优化设计变量,建立了主轴轴承优化模型。将建立的优化模型应用于某型号主轴轴系的优化设计,对比了不同优化目标下的体积、寿命的优化结果,通过RomaxDesigner进行验算,验证了模型与算法的有效性与合理性。

变桨轴承是风力发电机组中重要的部件之一,在发电过程中起着重要作用。基于MATLAB实现了变桨轴承结构参数的自动化设计。首先在输入界面输入已知条件,之后程序开始对数据进行处理,接着基于遗传算法对轴承进行优化设计,最后自动输出设计结果,从而实现变桨轴承的自动化设计,并建立了变桨轴承知识库,将轴承的数学模型和材料属性等存储在知识库,设计时直接调用即可,每次的设计结果也储存在知识库。以某型号的变桨轴承为设计算例,验证了此自动设计方法的可行性和有效性。

对运动刚体上点的轨迹、速度、加速度与刚体运动姿态之间的关系进行研究,提出了一种由刚体上非共线三点的线加速度解算刚体空间姿态角的方法。利用刚体上点的运动学方程与瞬轴性质导出刚体角速度与刚体空间姿态角的关系,进而由其微分形式得到刚体上不共线三点的线加速度与刚体空间姿态之间满足的微分方程组。通过空间RCCC机构正向求解瞬轴与反向求解姿态角的方法对上述算法进行验证,结果表明,该算法可以应用于机构空间运动姿态的求解中。

提出了轴系结构方案正向设计数字化方法,实现轴系由机构简图展开成结构方案的自动化设计过程。通过定义支撑点、载荷点之间的相对位置关系,实现轴系布局设计;根据轴承的定位和受载特性给出可行的轴承组合方式和配置方式,实现轴系支点结构化;针对不同的轴系方案形成统一的轴系力学模型,并建立计算机可识别的轴系方案数字模型;以轴系体积最小化为目标优化轴承型号、轴结构和载荷点位置。由此归纳出可以形成具有不同布局、结构、尺寸参数的多种轴系结构方案的数字化设计方法,为运动副结构的展开提供了数字化解决方案。