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多级齿轮传动系统的布局方案设计

0引言布局理论广泛应用在航空航天、机器人手臂运动规划等诸多领域[1].在机械设计中,布局设计作为原理方案实体化实现的关键使其在产品的方案设计中的作用显得尤为突出[2,3].近年来传动系统在高速、大功率、大传动比和小型化领域的应用十分广泛,需求越来越大,给多级齿轮传动提供了更为宽广的应用领域.同时该类传动的设计,特别是布局方案设计成为亟待解决的问题.迄今为止,研究人员已经在齿轮传动领域进行了大量卓有成效的研究,但其研究主要集中在单、双级传动的尺寸设计领域,其布局设计简单无需进行深入研究.与单极齿轮传动相比,多级齿轮传动设计涉及很多复杂问题,如传动级数和各级传动比合理分配、各级传动的空间布置等问题.该类问题是一个典型的多约束非线性问题.常规的经验和直觉设计计算工作量大,效率低,易返工,且常常难以得到十分满意的设计解.因此开发一个满足设计要求的多级齿轮传动参数设计通用的计算机辅助方案设计的方法是非常必要的.笔者将随机搜索法与多目标遗传...  (本文共4页) 阅读全文>>

《机械》2015年01期
机械

多级齿轮传动系统的空间最佳布局方案设计

多级齿轮传动系统是一种使用非常广泛的机械传动装置,但在实际设计中,存在设计效率低下、计算工作量大和体积庞大的缺点。为了降低该系统的成本,提高设计效率,对多级齿轮传动系统空间布局优化设计势在必行[1-2]。现有的优化设计方法要么只进行齿轮系统的主要设计参数优化,达到体积小的目的[3];要么同时考虑系统体积和齿轮空间位置,通过多目标优化方法完成齿轮传动系统的设计[4]。上述方法的不足之处是:1不能获得空间最佳布局;2数学模型复杂,求解效率低下。为了简化多级齿轮传动系统空间最佳布局设计过程,提高设计效率,以多级齿轮传动系统为研究对象,提出其最佳布局分步设计方法,即首先完成系统主要设计参数优化设计,在此基础上进行各个齿轮空间布局优化设计。两步法为解决该类问题提供了新的思路,也为快速完成该类产品设计任务提供了有效支撑。1最佳布局方法1.1最佳布局设计过程分析多级齿轮传动系统设计过程,发现其存在设计参数多、设计过程繁琐和重复计算等缺点,但其...  (本文共4页) 阅读全文>>

权威出处: 《机械》2015年01期
《机械制造》2018年08期
机械制造

混合动力汽车齿轮传动系统的动力学分析

1研究背景某公司基于行星齿轮机构在传递动力时功率分流的特点,在有效规避混合动力汽车相关专利的条件下,提出了一个新的混合动力汽车齿轮传动系统方案。虽然这一混合动力汽车齿轮传动系统提高了传动效率,但是多个动力源混合动力分流系统具有多个驱动模式,使传动系统表现出更加复杂的振动特性。振动成为混合动力汽车齿轮传动系统的一个突出问题。目前大多数文献研究的是单级行星齿轮机构和复合行星直齿轮机构的动力学特性[1-2],对于复合行星斜齿轮的研究,文献[3]停留在纯扭转动力学模型研究上,文献[4]进行了平移扭转动力学模型研究,但忽略了行星齿轮部分的平移振动,更没有对整个完整的齿轮传动系统进行研究分析。笔者建立上述混合动力汽车齿轮传动系统的平移扭转动力学模型,并基于SimulationX软件进行动力学分析。2齿轮传动系统动力学模型上述混合动力汽车齿轮传动系统以发动机和大小电机作为动力源。为了便于实现功率分流工作模式的要求,发动机与行星架连接,小电机E...  (本文共6页) 阅读全文>>

《中国机械工程》2017年06期
中国机械工程

闭环齿轮传动系统传动误差研究

0引言在软管、电缆等产品的生产中,为使其具有较好的抗拉伸、抗弯折、抗冲击和耐磨损等性能,常在其壁内增加一层或数层网状强化层,该网状强化层为网线相互交叉而成。为实现网线的相互交叉,常使用编织机进行编织[1?3]。编织机的机械传动系统是设备的关键部分,改善其传动性能是提高编织机转速的重要途径之一。目前国内外编织机的机械传动系统大都是一套闭环齿轮传动系统,共有n个齿轮,n≥4且为偶数,n个齿轮两两相互啮合,并形成一个封闭的传动系统,每个齿轮既是主动轮又是被动轮。如果闭环齿轮传动系统存在传动误差,则会使齿轮瞬时传动比改变,从而产生冲击,引起振动和噪声,降低闭环齿轮传动系统的传动平稳性。因此,研究闭环齿轮传动系统的传动误差对提高传动平稳性具有实用价值。国内外学者对齿轮传动误差定义、计算和测量进行了研究[4?6],对采用齿廓修形、提高齿轮的制造和装配精度来减小传动误差也进行了研究[7?13],但大都以一对齿轮或者开环齿轮传动系统进行研究,缺...  (本文共8页) 阅读全文>>

《机电产品开发与创新》2016年01期
机电产品开发与创新

空间多级齿轮传动系统设计的自动设计系统研究

0引言齿轮传动系统具有传动效率高、传动比准确等优点,因此广泛应用在各种机器中。面对当前市场的激烈竞争环境和能源的极度匮乏,减小齿轮系统的体积,提高齿轮系统设计效率成为国内外研究人员的热点研究课题[1],近年来取得了一些有价值的成果,具体体现在两个方面:1齿轮传动系统的方案设计。Nenad[1]和李攀等[2]开发了多级平行轴齿轮传动系统的设计方案求解系统,实现了平行轴齿轮系统方案设计自动化。但上述研究仅对平行轴齿轮传动系统进行研究,对应用十分广泛的空间(平行、相交、交错)齿轮传动系统不适用,使用上受到很大限制;2将优化设计思想应用在齿轮系统设计中,代表性的有:皮云云等[3]和韩泽光[4,5]以齿轮传动系统为研究对象,建立了该系统的优化模型,获得了其设计参数最优值,但这些研究仅针对具体的齿轮传动系统,没能建立多级齿轮传动系统的优化数学模型通式,优化模型代码需要使用者自己完成,使用十分不便。基于以上研究现状,研究将空间多级齿轮传动系统...  (本文共4页) 阅读全文>>

《动力学与控制学报》2016年02期
动力学与控制学报

含间隙齿轮传动系统的非线性动力学特性的研究

引言随着我国空间技术的迅速发展,空间飞行器日益大型化和柔性化,空间结构日趋庞大,空间可展机构在现代航天领域中得到广泛应用[1]. 空间可展机构中绝大部分都可以视为由铰链作为连接器构成的,由于制造误差、折叠误差及磨损和材料变形等造成的铰链间隙,使结构在展开过程中运动副之间会出现接触和碰撞,导致空间可展机构具有非光滑力学特征,以致出现大型空间结构失稳、指向精度下降等问题,进而影响飞行器的姿态运动和展开精度[2 - 4].齿轮运动副是可展机构中很重要的一种连接部件,机构锁定之后,齿轮副之间的间隙会使齿轮之间产生碰撞—分离—碰撞这种复杂的冲击现象,产生较大的冲击、振动和噪声,严重时会造成机构的损坏,因此,对含齿侧间隙的齿轮传动系统进行动力学分析有着十分重要的意义[5 - 6]. 对齿轮传动系统的间隙非线性问题已进行了大量的研究,分别建立了单自由度[7 - 10]、三自由度[11]间隙非线性动力学模型,考虑周期时变刚度的影响,并用各种方法...  (本文共7页) 阅读全文>>

《传动技术》2016年01期
传动技术

风机齿轮传动系统整体方案的粒子群算法两层优化设计方法

0引言风力发电机组的主齿轮箱是机组中一个非常重要的机械部件,传动比大,传递功率高[1]。风电机组往往安装于偏远的荒野、高山、甚至海域等地,难以到达[2];其齿轮箱所在的机舱空间非常狭小,维修十分不易[3],而如将齿轮箱从风机上吊装至地面维修,费用难以承受;这就迫使风机齿轮箱比普通齿轮箱有更高的可靠度要求。风机齿轮箱的损坏约90%是由于在某一个齿轮失效,其造成的损失却大大超过该齿轮本身的价值,这就是风电齿轮箱中常出现的短板效应,因此在设计初期就缩短各齿轮间的寿命差距是十分必要的。传统的齿轮传动设计采用手工计算和经验相结合,在有限的几组方案中选择一组较优的方案。这种方法存在效率较低且无法保证方案最优的缺点[4]。而目前行业内采用的优化设计方法多是对某些优化算法的简单借用,并未考虑齿轮传动系统本身的特点。另外,优化目标往往以齿轮总体重量最轻作为衡量指标[5~7]。这样的优化方法并不完全符合风电齿轮箱的特殊要求:相比于可靠度的提高所带来...  (本文共7页) 阅读全文>>