以轮毂减速器中的NGW型行星轮系为研究对象,建立考虑齿面摩擦的十自由度动力学模型,并推导了动力学方程。通过ADAMS仿真得到齿轮之间的接触力,分析了有无齿面摩擦情况下浮动结构以及输入转速、载荷、摩擦因数对行星轮系均载特性的影响。结果表明不论有无齿面摩擦,双浮动结构的均载性能优于单浮动结构和无浮动结构;系统均载系数随输入转速的增加而增加,随载荷的增加而减小,随摩擦因数的增加而小幅度变化。

建立含齿侧间隙、时变啮合刚度、制造误差和安装误差的2K-H行星轮系及复合行星轮系非线性动力学模型后,采取模块化和参数化设计思想,基于C#语言,运用MATLAB动态链接库技术,开发了一套行星轮系动力学特性仿真系统。系统具有良好的人机交互性和可扩展性,集成了2K-H行星轮系及复合行星轮系动力学建模、求解和后处理分析等功能。可通过时间历程曲线、相轨线、Poincare截面等分析方法研究各种不同工况下行星轮系的非线性动态特性;通过各类构件参数对均载特性的影响分析寻求最佳均载性能参数配置。仿真过程操作简便,降低了求解难度,极大地提升了轮系动力学特性分析效率,能够快速准确地为优化行星齿轮传动系统动态特性和均载特性提供理论参考。

均载特性是星型齿轮系统最重要的性能参数之一,星型齿轮系统可以测量行星架上应力大小的方式对均载系数进行计算。文中介绍了行星架粘贴和标定应变片的方式,分析应变数据,最终得出行星架应变片最佳粘贴位置。

封闭差动行星轮系的结构比较复杂,系统的均载特性对于提高行星轮系的质量及寿命非常重要。文中以人字齿封闭行星轮系为研究对象,建立了人字齿封闭差动行星轮系的ADAMS虚拟样机的模型,基于ADAMS分析了人字齿封闭差动行星轮系均载特性,并和集中质量法计算结果进行了对比分析。

行星齿轮传动的可靠性主要由能否在各行星轮间实现功率分流来决定。基于非线性有限元分析方法对行星轮系均载性能进行研究。以刮板输送机用可控软启动装置齿轮箱行星传动部分为研究对象,利用ANSYS/LS-DYNA进行非线性动力学仿真,求解得到各啮合副的动态接触力及其频谱曲线,分析了不同均载措施、冲击载荷、惯性载荷、输入转速及接触参数对系统均载性能的影响。研究结果表明,太阳轮与行星架同时浮动的均载效果显著,冲击载荷的作用与转速的增加将使行星轮间的载荷分配更不均匀,行星架的轻质可使行星轮间载荷分配更均匀。