行星齿轮主要设计理论与分析方法及均载特性综述

行星齿轮传动是机械领域中传递运动和动力的一种重要形式,传动设计问题和行星轮系均载问题是研究行星传动系统的2个重要方面。文章主要从行星齿轮传动的设计理论、传动分析方法、均载特性和行星齿轮实验研究4个方面,综述行星齿轮传动的研究现状。从已有的研究成果来看,国内外学者主要针对已经设计好的行星轮系的传动方案进行分析研究,亟需发展基于主动设计的行星齿轮传动优化方案;而且目前的加工制造已经达到比较高的水平,单纯的采用现有的方法来抑制行星排偏载,已经很难大幅度提高行星齿轮传动性能,亟需探究抑制行星排偏载的新方法。因此,需在吸收和消化已有的行星齿轮传动研发技术基础上,对行星排的偏载抑制方法和多级齿轮传动系统的设计理论进行改进和创新,以适应传动装备向大机型方向发展的趋势,并降低大型齿轮箱的故障率,提高其服役寿命。     

双曲柄环板式针摆行星传动的试验研究

双曲柄环板式针摆行星传动是一种高承载能力和高传动效率的新型传动装置，它有多种结构型式．为了对各种结构型式的双曲柄环板式针摆行星传动技术性能和优缺点有符合实际的深入了解，从中选择了三种主要结构型式，研制出优化设计的样机进行性能试验．着重介绍这三种结构样机性能试验的方法和结果，并对试验结果进行了分析．     

一种新型非圆齿轮无级变速传动的运动学分析

针对非圆齿轮在无级变速方面的应用,论述了国内外非圆齿轮无级变速研究的现状,分析了非圆齿轮无级变速传动的数学原理,并介绍了一种新型非圆齿轮无级变速传动装置的设计要点和机构示意图。     

新型CVT无级变速器动力传递机构的设计

详细叙述了一种新型CVT无级变速器动力传动机构的设计。其中推杆和楔型滑块的运动可实现相应的变速;为了使变速器的传动比达到要求,可以在从动轮后加装行星齿轮机构,方案在一定程度上具有可行性。     

雷克萨斯LS460装备8速自动变速器动力传动分析

雷克萨斯LS460装备8速自动变速器的齿轮传动机构,包括一个双级行星齿轮机构和一个拉维纳式行星齿轮机构的组合,其内齿圈是动力输出端,换挡执行元件包括C1、C2、C3、C4、B1、B2、F1等。分析了8个前进挡和2个倒挡动力传动路线以及各个执行元件的作用。     

双曲柄环板式针摆行星传动的试验研究

双曲柄环板式针摆行星传动是一种高承载能力和高传动效率的新型传动装置,它有多种结构型式.为了对各种结构型式的双曲柄环板式针摆行星传动技术性能和优缺点有符合实际的深入了解,从中选择了三种主要结构型式,研制出优化设计的样机进行性能试验.着重介绍这三种结构样机性能试验的方法和结果,并对试验结果进行了分析.     

摆动活齿传动的动力学模型

以单个活齿受力为基础，分析了单排及双排结构摆动活齿传动机构的受力状态．将解超静定问题的位移法与机构动态静力分析方法相结合，以活齿微位移为基础建立变形协调方程组，推导了单排及双排结构摆动活齿传动机构的动力学模型．算例的计算结果表明，用推导的模型计算的受力状态符合活齿受力趋势的理论分析．     

新型摆线针轮行星传动装置的试验研究

摆线针轮行星传动是目前应用十分广泛的一种新型齿轮传动.但是.由于我国基础研究和制造工艺的发展不够迅速,所生产的摆线针轮行星减速器多限于中、小型,其性能与国际先进水平相比还有一定的差距.我院机械工程系齿轮研究室经过多年的努力,研究出一种大型摆线针轮行星传动的优化新齿形.本文对大连橡塑机厂按此理论设计制造的新型摆线针轮行星传动装置的性能进行了试验验证.     

双电机驱动双曲柄四环板式针摆行星传动研究

为了大幅度提高针摆行星减速器的承载能力，我们在国际上创新提出了多种结构型式的双曲柄环板式针摆行星减速器．结合其中一种主要的结构型式——双电机驱动双曲柄针摆行星减速器，介绍这种新型传动的工作原理、优点、结构设计、齿形优化设计及整机参数优化设计的理论与方法，并通过所优化设计的样机性能试验，来检验上述理论和方法的科学性．     

液压机械无级变速器传动特性分析

通过研究单排行星机构和液压元件的不同组合,提出了适合非道路车辆传动系应用的液压机械无级变速传动方案,并分析了(3+1)段位的分矩-汇速液压机械无级变速器的转速比、功率比和转矩比等传动特性.研究表明:该方案能较好地适应非道路车辆液压机械传动的要求.     

Prius功率分配机构的杠杆模拟方法

介绍了用于行星轮系分析的杠杆模拟法。系统地给出行星轮系向杠杆的转化关系,并用它分析了丰田混合动力系统功率分配机构的效率,最后得到该系统匹配方面的三点结论。     

渐开线少齿差行星传动啮合点的确定方法

根据齿轮啮合原理，对近几年来某些新型传动装置中采用的渐开线少齿差行星传动的啮合点位置进行了分析研究，提出了相应的确定方法。     

基于ANSYS-MATLAB联合仿真的大跨铁路悬索桥行车分析

针对大跨铁路悬索桥结构复杂、几何非线性显著的特点开展行车动力分析,提出了一种ANSYS与MATLAB实时交互、联合仿真的列车-轨道-桥梁耦合振动分析方法;在ANSYS内建立悬索桥和轨道结构精细有限元模型,在MATLAB内基于多刚体动力学理论组装车辆质量、阻尼和刚度矩阵,并将轨道结构动力微分方程系数矩阵导至MATLAB中...     

谐波转矩对高速列车齿轮箱体与牵引电机振动特性的影响

为研究机电耦合作用下齿轮箱体和牵引电机的振动幅值、频谱分布及其随高速列车行驶速度的变化趋势, 分析了三相逆变器输出电压谐波频率分布与牵引电机谐波转矩, 建立了传动系统扭振模型; 基于直接转矩控制理论与车辆系统动力学理论, 搭建了牵引电机控制模型和高速列车多体动力学模型; 通过Simulink和SIMPACK联合仿真平台对比了恒力矩输入与含有谐波转矩的力矩输入模型, 分析了不同速度下牵引电机谐波转矩对高速列车齿轮箱体和牵引电机振动特性的影响。分析结果表明: 当高速列车以250 km·h-1的速度匀速运行时, 齿轮箱体大齿轮上方纵向振动、小齿轮上方纵向与垂向振动受牵引电机谐波转矩影响显著, 在700 Hz主频处振动加速度幅值显著增大, 该频率恰为牵引电机输出转矩基波频率的6倍; 在谐波转矩的影响下, 牵引电机在52 Hz主频处横向振动加速度幅值增加52.78%, 在49 Hz主频处垂向振动加速度幅值增加18.95%;随着高速列车速度的增加, 齿轮箱体纵向与牵引电机各向振动加速度逐渐增加, 牵引电机谐波转矩对齿轮箱体纵向振动加速度均方根的影响逐渐减小, 在6倍基波频率处, 齿轮箱体小齿轮上方和牵引电机纵向与垂向振动加速度均先增大后减小, 在速度为250 km·h-1时达到极大值, 且齿轮箱体和牵引电机的垂向振动受6倍基波频率谐波转矩的影响比纵向振动更为明显, 而其横向振动特性几乎不受谐波转矩的影响。      

重大疫情下的列车动态编组与调度

为了降低疫情大爆发背景下旅客在乘坐城市轨道交通出行的过程中感染疾病的风险, 以列车编组与调度为研究对象, 提出重大疫情下基于虚拟编组的列车动态编组与调度方法; 为了提高城市轨道交通列车编组与调度的灵活性, 应用虚拟编组技术对城市轨道交通列车进行编组; 建立了基于客流的列车动态编组非线性规划模型, 对城市轨道交通列车的调度进行优化, 以提高城市轨道交通的运输效率, 降低车站人员密度, 进而降低疾病的感染风险; 应用改进的Wells-Riley模型进行感染分析; 应用基于社会力的行人运动模型对改进的Wells-Riley模型中的相关参数进行计算, 用于分析虚拟编组动态调度下旅客地铁出行全过程的感染风险; 使用MATLAB对虚拟编组制式下的传染概率进行仿真并与传统制式下的传染概率进行对比。研究结果表明; 虚拟编组技术可以显著提高城市轨道交通列车运输效率, 可将列车间追踪时间间隔缩短至34.6 s, 基于虚拟编组的列车动态编组与调度方法可以有效降低旅客的感染风险, 在相同条件下应用所提方法旅客的感染风险仅为传统方式的85.1%, 在车厢和通道中的感染风险分别为传统方式的50.0%和8.7%。如果将提出的方法配合错峰出行和客流控制及进站防疫检测等措施, 可以进一步降低旅客的感染风险。      

轨道交通牵引动力传动系统动力学研究综述

为了提升轨道车辆牵引动力传动系统的动态服役性能,保障服役可靠性与安全性,分析了牵引动力传动系统的动力学研究现状与发展趋势,研究了齿轮动力学、滚动轴承动力学和机电耦合效应的分析理论与研究方法,探讨了其未来的研究重点和发展方向。研究结果表明:在牵引动力传动系统动力学研究中,主要采用集总参数法进行耦合动力学建模,重点考虑齿轮时变啮合刚度和轮轨激扰等动态激励,分析齿轮传动与车辆系统的耦合振动特性;在轨道机车车辆滚动轴承动力学研究中,主要分析了轴箱轴承、电机轴承、电机抱轴承、齿轮箱轴承4种不同滚动轴承的动态特性;正在逐步深入开展基于转子动力学和机电耦合效应的机车牵引电机控制策略、谐波转矩抑制、故障激励机理及特征的研究;牵引电机、齿轮传动、轴承等关键部件的研究相对独立,未充分考虑彼此间的动态耦合关系,尚未揭示动力学相互作用机制;在前期研究基础上,今后重点关注的主要研究方向是进一步考虑整车服役环境影响,深入研究牵引动力传动系统关键零部件的动态特性、载荷识别、疲劳寿命、故障机理、故障诊断、性能演变规律与状态监测,探索新型牵引动力传动系统动力学特性。      

基于ADINA分动器输出轴齿轮的固—液耦合分析

以智能四驱车辆分动器的输出轴齿轮及对其润滑的流体润滑油为对象,基于ADINA软件建立三维齿轮结构和流体模型,并对齿轮在转动过程中润滑油流体的耦合进行了分析。以FSI计算结果为基础,应用分离法,分析了齿轮在转动过程中润滑油流体的流动趋势及位移、速度变化趋势。结果表明:齿轮在转动过程中流体会形成一定的湍流,且齿附近的位移及速度有一定的变化。     

Rigid-flex coupling modeling and simulation on multistage gear transmission system

As multistage gear transmission systems are complex and precise, the flexibility of shaft can influence the dynamic response of system. In order to study dynamic response of the system, we build the rigid model of gear system and the finite element model of the gear shaft. The rigid-flex coupling model is established with the virtual prototype technology, and a contrast between rigid model and rigid-flex coupling model is constructed.With these methods, the dynamic responses with different rotation speeds and different loading magnitudes are examined. We also analyze the influence of shaft flexibility, rotation speeds and loading magnitudes on the vibration characteristics of gear transmission systems.     

中低速磁浮车辆研究综述

基于电磁悬浮型中低速磁浮列车的工作原理,阐述了中低速磁浮各核心子系统(悬浮导向系统、牵引电机、走行机构、制动系统、轨道-桥梁结构等)的技术特征,综合分析了各子系统存在的技术问题和解决方案;梳理了 日本Linimo列车、韩国EcoBee列车、长沙磁浮快线、北京磁浮S1线和西南交通大学自主研发的(悬挂)中置式磁浮列车的发展...     

基于CPN高铁临时限速数据融合方案验证

高速铁路列控系统中C3单元和C2单元相对独立控车,两套系统中的列控数据在系统层之间缺乏共享和约束机制.本文在分析系统结构和数据传输特性的基础上,提出一种基于数据融合,提升高速铁路临时限速安全性的方案,并利用有色Petri网（CPN）对融合方案进行建模.通过仿真软件分层和赋时功能构造系统顶层模型、临时限速生成子模型、故障子模型、融合子模型和时间序列,模拟临时限速信息传输过程中的系统状态和行为.仿真结果表明：在故障注入情况下,数据融合方案在一定程度降低了错误数据的输出,提高了系统的安全性.