行星轮系的有限元分析
基于有限元法的行星齿轮传动系统的动力学分析
基于有限元法的行星齿轮传动系统的动力学分析一、引言行星齿轮传动作为一种重要的传动装置，在工程应用中具有广泛的应用。
其具有结构紧凑、承载能力高、传动效率高等优点，因此在航空航天、机械制造等领域被广泛使用。
然而，在实际应用过程中，行星齿轮传动系统常常面临着各种挑战，如振动、噪声、疲劳等问题。
因此，对于行星齿轮传动系统的动力学行为进行深入研究，对于提高其工作性能具有重要意义。
二、有限元法简介有限元法是一种常用的工程分析方法，可以用来研究结构的应力、变形、振动等问题。
其基本原理是将复杂的结构分割为有限的单元，通过求解各单元内的位移和应力，最终得到整个结构的行为。
有限元法能够较为准确地模拟和分析实际结构的动态响应，因此被广泛应用于行星齿轮传动系统的研究。
三、行星齿轮传动系统的结构及工作原理行星齿轮传动系统由太阳轮、行星轮、内齿轮和行星架等组成。
其中，太阳轮是输入轴，内齿轮为输出轴，行星轮通过行星架与太阳轮和内齿轮相连。
在行星齿轮传动系统中，太阳轮提供动力输入，通过行星轮的转动将动力传递给内齿轮，实现输出轴的运动。
四、行星齿轮传动系统的动力学模型建立1.建立行星齿轮传动系统的有限元模型为了研究行星齿轮传动系统的动力学行为，首先需要建立其准确的有限元模型。
通过考虑行星轮、齿轮、轴承等各个部件的刚度和质量等参数，可以建立行星齿轮传动系统的有限元模型。
2.确定边界条件和加载条件在进行有限元分析之前，需要确定边界条件和加载条件。
边界条件是指限定结构的位移和转角，在行星齿轮传动系统中，常常将太阳轮固定，将内齿轮的运动约束为指定的转速。
加载条件则是指施加在结构上的外部载荷，在行星齿轮传动系统中，可以考虑太阳轮的输入力作用于行星轮上。
五、行星齿轮传动系统的动力学分析1.求解结构的模态特性通过有限元方法可以求解行星齿轮传动系统的模态特性，即结构的固有频率和模态形态。
模态分析可以帮助工程师了解结构的振动特性，以及确定可能的共振问题。
混合齿轮行星系分插机构有限元分析
宋炉祥，陶 冶．混合齿轮行星系分插机构有限元分析［Ｊ］．江苏农业科学，２０１８，４６（３）：１８９－１９２．ｄｏｉ：１０．１５８８９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－１３０２．２０１８．０３．０４９混合齿轮行星系分插机构有限元分析宋炉祥，陶 冶（华南农业大学工程学院，广东广州５１００００） 摘要：介绍一种由１个非圆齿轮和２个全等正圆齿轮、１个偏心正圆齿轮组成的混合齿轮行星系分插机构，该机构秧针尖点的静轨迹为海豚形，动轨迹形成的插秧穴口较小，可避免倒秧、漂秧的现象，符合插秧的农艺要求。
对机构的传动系统进行模态分析，避免由于机构的工作频率与固有频率相同而引起共振现象。
联合Ｐａｔｒａｎ、Ｎａｓｔｒａｎ和Ａｄａｍｓ软件对分插机构进行刚柔耦合分析，仿真结果表明，利用粉末冶金制造的非圆齿轮满足机构运动强度要求。
粉末冶金制造齿轮的成本较低，采用该方式制造齿轮有利于降低机构的制造成本。
关键词：插秧机；分插机构；混合齿轮行星系；有限元分析；模态分析；刚柔耦合分析 中图分类号：Ｓ２２３．９１＋２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００２－１３０２（２０１８）０３－０１８９－０４收稿日期：２０１６－０８－２５基金项目：华南农业大学２０１５校级教改项目（编号：Ｋ１５４３８）。
作者简介：宋炉祥（１９８８—），男，广西梧州人，硕士研究生，研究方向为机械设计与理论。
Ｅ－ｍａｉｌ：１０３６９５０５０８＠ｑｑ．ｃｏｍ。
通信作者：陶 冶，硕士，教授，主要从事农业种植机械及非圆齿轮研究。
Ｅ－ｍａｉｌ：ｔａｏｙｅ＠ｓｃａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ。
大力推进水稻生产机械化是增加农民收入、改善水稻生产劳动力问题、提高水稻生产率的有效举措［１－２］。
水稻生产全程机械化不仅可减轻农民的劳动强度，有效争抢农时，提高水稻产量，而且机械化收获可减少３％～５％的损失，机械化育秧秧田利用率比常规育秧提高８～１０倍［３］。
分插机构是水稻插秧机的核心工作部件，其工作性能直接影响到插秧质量和效率。
行星轮系的有限元分析
《装备制造技术》2011 年第 5 期
风 机 叶 片 有 限 元 极 限 分 析 与 设 计 [J]. 复 合 材 料 学 报 ， 2007，24（2）：174- 183.
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算复合材料层合板的强度[J].玻璃钢 / 复合材料，2004 ，5 （6）：10- 15.
The Research Lays Down the Method to the Wind Turbine Biade Compound Materials Mechanical Properties Influence
参考文献： [1] 潘 艺，周鹏展，王 进. 风力发电机叶片技术发展概述[J].
湖南工业大学学报，2007，21（3）：48- 51. [2] 杨乃宾，章怡宁．复合材料飞机结构设计[M]．北京：航空
工业出版社，2002. [3] 张少实，庄 茁．复合材料与弹性力学[M]．北京：机械工业
出版社，2005． [4] 孙珊霞. 风力发电叶片结构及铺放性能研究[D]. 武汉：武汉
QIN Hai-ying，LIU Xiao-hong （Mechanical Engineering College，Guangxi University，Nanning 530004，China）
Abstract: In this paper, the direction of the design and laying of paving fabric in the use of wind turbine blade mechanical properties of composites were discussed in more detail, and discussed by comparing , the feasibility of the combination of Macro-mechanical tests and finite element method are analyses. Key words：composites；wind turbine biade；laying method；finite element method analysis
UG NX 8.5 有限元分析入门与实例精讲 第6章
单击【创建】
单击【确定】
4)网格属性定义
单击工具栏中的【网格收集器（俗称为：网格属性定义）】图标，弹出【网格捕集器】 对话框
单击【确定】
5)划分有限元模型网格
单击工具栏中的【3D四面体网格】图标，弹出【3D四面体网格】对话框；
设置 相关 参数
单击确定
网格划分 示意图
6）分析单元质量
2）平滑绘图设置
右键单击【云图绘图】中【Post View1】，选择【设置结果】，弹出如图所示的【平滑 绘图】对话框，在【坐标系】下拉菜单中选择【整体（全局）圆柱坐标系】，默认其他 选项参数，单击【确定】按钮，将后处理中模型的坐标系调整为全局圆柱坐标系
本实例在给定过盈配合量的基础上，分析在行星轮上施加的扭矩对接触压力、应 力分布状态的影响，从而为行星轮系统实施过盈联接提供理论和数据支撑。
行星轮系统实 物模型
行星轮结构模型
工况条件
行星轮及行星架都采用Iron_40材料 行星轮与行星架使用过盈装配工艺，过盈量为0.082mm，作用在三个行星轮外圆面
设置相关参数
单击确定
2）定义材料属性
单击工具栏中的【材料属性】图标， 弹出【指定材料】对话框，在图形窗 口选中行星轮系统的4个几何模型，选 择【材料列表】框中【库材料】中的 【Iron_40】； 设置相关参数
单击确定
3)创建物理属性
单击工具栏中的【物理属性】图标，弹出【物理属性表管理器】对话框
划好网格单元后，在仿真导航器窗口中出现4个部件网格体节点。在窗口菜单中选择 【单元质量】命令，出现如图所示的【单元质量】检查窗口
新增网 格节点
选择 对象
单击 命令
（1）创建仿真模型
行星齿轮传动装置内齿轮轮齿热有限元分析_李绍彬
1 齿轮的三维稳态温度场
图 1 为直角坐标系中的微元体。直角坐标系中 ,
齿轮的稳态温度场可以归结于以下的边界问题[2 ]
2T=
92 T 9x2
+
92 T 9y2
+
92 T 9z2
=
0
(1)
边界条件为 (图 2)
图 2 轮齿传热模型的边界条件
对啮合面 ( A 区)
-
k
9T 9n
2 Lewis F. L. , Liu K. , Yesildirek A. Neural net robot controller with guar2 anteed tracking performance. IEEE Trans. Neural Networks , Vol . 6 , No. 3 , 1995
4 Zheng Y. F. , Luh J . Y. S. , Jia P. F. Real - iime distributed computer system for coordinate - motion control of two industrial robots. Proc. IEEE Conf . Rob. Autom. , Raleigh , IEEE , 1987
vs ———相对滑动系数[3 ]
2 内齿轮轮齿本体温度分布的有限元 分析
2. 1 计算模型的建立 以两个 2K - H 传动组合的 NGWN 型行星传动装
置的内齿 B 为研究对象 ,行星传动装置结构如图 3 所 示 。参数为 iABE = 28. 83 , zA = 18 , zB = 69 , z E = 63 , zC = 25 , zD = 19 , m = 2 , K = 3 , b = 12. 5 ,αωAC = 23°15′,αωCB = αωDE = 20°, xA = 0. 29 , xB = xC = 0. 25 , xD = x E = 0 齿轮转速为 6000r/ min , 齿面摩擦系数 μ = 0. 06 , 齿轮 材料为 45 钢 , 润滑油为 100 号工业齿轮油 , 轮齿表面 对流传热系数为 330W/ (m2. ℃) 。取两齿同时啮合的 内齿轮轮齿模型进行分析 , 其有限元计算模型如图 4 所示 , 采用 10 节点等参元 , 划分单元数为 16153 , 节点 数 25232 。
行星轮系的模态分析
行星轮系的模态分析作者：邓玉剑周炬来源：《中国科技博览》2013年第36期摘要：采用有限元软件ANSYS对行星减速器中的行星轮系进行建模、划分网格及模态分析，计算了前六阶的模态。
为避免结构在工作时发生共振提供了依据，同时为整个系统的动态响应计算和分析奠定基础。
关键词：行星减速器；传动轮系；模态分析；ANSYS中图分类号：B815.10 序言行星传动是机械工程领域广泛应用的传动形式。
与普通传动相比，它具有高刚性、高精度、较高的功重比、紧凑的结构以及同轴传动等优点，在航空、汽车、舰船等领域得到广泛的应用。
行星减速器作为一种复杂的传动结构系统，存在变啮合刚度、综合啮合误差、回程间隙等内部激励，还存在质量偏心、几何偏心等外部激励，因此在工作中出现的振动和噪声问题，一直未得到很好的解决。
随着CAD/CAE等辅助软件的日益成熟及其在机械制造业的应用，机械设计正在逐渐摆脱经验设计的框架。
本文利用CAD软件对行星轮系进行建模，再利用CAE软件对其动力学特性进行模拟仿真，以研究行星轮系的模态，进而实现减振降噪，优化传动性能的目标。
模态是结构的固有振动特性，每一个模态具有特定的固有频率和振型，固有频率是动力学特性中的重要指标。
模态分析是确定结构振动特性的技术，是动力性分析的基础。
行星减速器中的传动轮系包含内齿圈、太阳轮和行星轮等，两两相互啮合，且存在过约束。
由于模型的自由度多，其结构参数、几何参数等的随机波动，实际参数与理论参数往往不一致，模态特性表现很复杂。
为了简化处理行星传动，纯扭转模型成为行星传动动力学研究的主要模型[1]。
文献[2]研究了这种精简模型的固有特性，给出了解析形式的固有频率表达式；文献[3]对上文献进行了修正，保证了模型的正确性，但此文没有给出解析形式的计算结果；文献[4]等建立了单个渐开线行星轮的精确模型，利用有限元分析了齿轮参数对固有振动特性等的影响。
本文利用有限元软件计算行星轮系的固有频率及其相应的振型，与激振频率和整机固有频率比较，为行星轮系进行动力学分析奠定了基础。
浅谈汽车行星系机构的结构分析
浅谈汽车行星系机构的结构分析前言行星系结构传动具有传动比大、承载能力大、结构紧凑、传递运动平稳等诸多优点,被广泛应用在工程机械、钢铁行业、军事领域、汽车等各种工业领域。
工业用行星系主要是由太阳齿轮、行星齿轮、齿圈、齿圈支架、行星架等部件组成,内齿圈常与机体相连接,并与行星轮啮合以传递运动和动力。
本文以重型汽车轮边为NGW型五个直齿行星的传动为例,采用三维软件实体建模与ABAUQS软件建立完整的有限元模型。
针对行星传动中复杂结构及非承载部件,对有限元模型施加合适的约束以及适当的结构简化;根据重合度与齿间载荷分配系数,对主要承载轮齿施加分布载荷;利用ABAQUS有限元软件的接触分析功能,分析了整个行星系结构的受力情况以及变形情况。
1、有限元模型的建立和求解1.1行星系的系统参数太阳齿轮、五个行星齿轮和齿圈及齿圈支架均为渐开线直齿圆柱齿轮;齿圈与齿圈支架通过相互配合固定在一起,齿圈支架通过xxxx规格的花键固定在桥壳上,太阳轮上的运动和动力通过半轴输入,行星架(汽车驱动桥轮边的钟形毂)输出最后传递到轮胎上。
太阳轮、行星轮和齿圈的材料均采用20CrMnMoH的渗碳淬火钢。
为简化清晰表达行星结构。
1.2三维实体模型的建模轮边行星系动力传递主要是在齿轮结构系内完成,本文通过catia三维软件建立准确的三维模型;主要以表格内的零件以及行星销进行建模。
为了有限元分析能够准确反映出系统的受力状态,为了使用ABAQUS中的接触功能,齿轮在建模时需考虑一定的侧隙;侧隙的大小可以根据设计要求进行选定。
齿轮建模时需考虑齿轮的变位系数、齿形、修缘等细节,在齿轮方面的详细细节就不在赘述。
1.3有限元模型的建模catia生成的stp格式三维准确数模,导入ABAQUS有限元软件中生成有限元分析的模型,赋予模型材料属性,弹性模量E为2.06E5MPa/mm2,泊松比为0.3。
为减少计算成本,模型的网格划分采用abaqus中tetfree进行划分(单元类型为C3D10单元28216+62398+49550*5+xxxx)。
行星齿轮传动装置的有限元分析
行星齿轮传动装置的有限元分析发表时间：2014-12-25T14:49:34.060Z 来源：《价值工程》2014年第7月中旬供稿作者：高伟[导读] 实体建模掘进机的行星减速齿轮装置的结构复杂，在生成有限元模型时同样要对其模型进行简化。
高伟淤GAO Wei曰刘娟于LIU Juan（淤中煤科工集团太原研究院，太原030006；于山西北方机械制造有限责任公司，太原030009）（淤Taiyuan Research Institute of China Coal Technology & Engineering Group，Taiyuan 030006，China；于Shanxi North Machine-Building Co.，Ltd.，Taiyuan 030009，China）摘要：本文以行星齿轮传动装置为研究对象，以ANSYS 软件为操作平台，对其进行了建模，装配，有限元分析，并以太阳轮为例，得到齿轮啮合任意位置的载荷、应力、应变等关键性能参数，对齿轮进行优化设计提供了参考。
Abstract: In this paper, the planetary gears as the research object, ANSYS software as the operating platform for itsmodeling,assembly, finite element analysis, and the sun wheel is taken for example to get anywhere and it provides a reference performanceparameters for optimizing the design of gears in the load, stress, strain and other critical gear.关键词：掘进机；行星齿轮传动装置；ANSYS；有限元分析Key words: roadheader；planetary gears；ansys；finite element analysis中图分类号院TH132.425 文献标识码院A 文章编号院1006-4311（2014）20-0039-030 引言行星齿轮传动装置具有结构紧凑、体积小、重量轻、工作平稳、传动比范围大、传动功率高的优点，因此在冶金、矿山、起重运输、汽车等领域得到了越来越广泛的应用。
基于ANSYS的行星轮变速器的建模与有限元分析
基于ANSYS的行星轮变速器的建模与有限元分析作者：安立雄来源：《速读·中旬》2015年第04期摘要：本文研究了行星轮系变速器的结构及工作原理，主要利用ANSYS软件对行星轮系变速器的行星轮进行有限元分析。
关键词：有限元；静力学分析；模态分析；瞬态动力学分析进入二十一世纪以来，居民多样化的需求在逐步显现，汽车也走进千家万户，人们对家用轿车的需求日益膨胀，因此，各种性能优越、价格适中的轿车应运而生。
但自动变速器作为汽车传动系统中一个非常重要的组成，其发展毫无疑问会变成汽车行业技术革新的标志，因此在自动变速方面，存在着一个很大的研究空间。
一、行星轮系变速器的结构与工作原理（一）行星轮系变速器的结构行星轮系变速器是用行星齿轮机构实现变速的变速器，行星齿轮机构因类似于太阳系而得名。
它的中央是太阳轮，太阳轮的周围有几个围绕它旋转的行星轮，行星轮轴上安装有滚针轴承，行星轮之间有一个共用的行星架连接成为一个整体，行星轮的外面有一个大齿圈。
（二）行星轮变速器机构的运行规律在行星轮变速器机构中，如果把本来不是齿轮的行星架虚拟构造成一个具有明确齿数的齿轮，它的传动比也可以按平行轴式齿轮变速机构传动比的计算公式来计算。
因为行星齿轮的轴线是在转动的，而且虚拟齿轮及其齿数来源不便于理解，所以需要利用行星齿轮机构运动规律方程来计算它的传动比。
（三）行星轮系变速器的工作原理由于单排行星轮有两个自由度，所以没有固定的传动比，不能够直接变速传动。
为了组成具有一定传动比的传动机构，必须将太阳轮、齿圈和行星架这三个基本元件中的一个加以固定，或使其运动受到一定的约束，除此之外，将某两个基本元件互相连接在一起，使行星轮变为一个只有一个自由度的机构，从而获得固定的传动比。
二、行星轮系变速器的模态分析（一）模态分析理论以及前处理模态分析是所有动力学分析类型的最为基础的内容，可以用来确定设计结构或机器部件的振动特性，即结构的固有频率和振型，明确某个结构振型在特定方向上的振动程度。
《2024年AMT离合器执行机构行星轮系运动仿真及有限元分析》范文
《AMT离合器执行机构行星轮系运动仿真及有限元分析》篇一一、引言AMT（自动机械传动）技术已经成为现代汽车制造中的重要部分。
作为关键传动装置之一，离合器执行机构的性能对整车的稳定性和经济性至关重要。
而行星轮系作为离合器执行机构的重要组成部分，其设计合理与否直接影响着离合器的使用性能和寿命。
因此，对AMT离合器执行机构的行星轮系进行运动仿真和有限元分析具有重要的工程意义。
本文旨在通过对AMT离合器执行机构的行星轮系进行运动仿真及有限元分析，以评估其运动性能和强度，并寻求优化的方法。
二、运动仿真分析1. 模型建立我们使用专业的仿真软件对AMT离合器执行机构的行星轮系进行建模。
模型中，我们详细考虑了各个零部件的几何尺寸、材料属性以及装配关系等。
通过精确的建模，我们可以更准确地模拟行星轮系的运动过程。
2. 仿真过程在仿真过程中，我们设定了合理的运动参数和约束条件，如输入转速、输出负载等。
然后，通过仿真软件模拟行星轮系在各种工况下的运动情况，包括启动、加速、减速等过程。
3. 结果分析通过仿真结果，我们可以观察到行星轮系在运动过程中的速度、加速度、受力等变化情况。
通过对这些数据的分析，我们可以评估行星轮系的运动性能，如传动效率、平稳性等。
同时，我们还可以通过仿真结果发现设计中存在的问题和不足，为后续的优化提供依据。
三、有限元分析1. 网格划分与模型准备在有限元分析中，我们将建立的行星轮系模型导入到有限元分析软件中，并进行网格划分。
网格的划分要尽可能地细化，以保证分析的准确性。
同时，我们还需要考虑材料的属性、接触关系等因素。
2. 加载与约束在有限元分析中，我们需要对模型施加必要的加载和约束。
加载包括各种工况下的力、力矩等，而约束则是为了保证模型在分析过程中的稳定性。
通过施加适当的加载和约束，我们可以模拟出实际工况下行星轮系的受力情况。
3. 结果分析通过对有限元分析结果的处理，我们可以得到行星轮系在各种工况下的应力、应变、位移等数据。
基于子结构法的行星轮双排并联齿轮传动系统模态分析
基于子结构法的行星轮双排并联齿轮传动系统模态分析摘要：本文基于子结构法，对行星轮双排并联齿轮传动系统进行模态分析。
首先，建立了传动系统的模型，并对传动系统的主要参数进行分析。
然后使用有限元方法对传动系统进行分析，并实现了模态分析。
结果显示，传动系统的模态频率分布在500Hz以下，其中最高模态频率为332Hz，满足传动系统的设计要求。
此外，还分析了传动系统的阻尼特性，以及不同的激励条件下传动系统的响应特性。
关键词：子结构法；行星轮双排并联齿轮传动；模态分析；有限元方法；阻尼特性1.引言传动系统作为机械设备的重要组成部分，对整个设备的性能和可靠性起到重要的影响。
而行星轮双排并联齿轮传动系统作为一种常用的高精度传动系统，被广泛应用于航空、航天、汽车等领域。
在传动系统的设计过程中，为了保证传动系统的设计准确性和稳定性，必须进行模态分析。
传统的模态分析方法主要是基于理论分析和试验研究，但这些方法都存在一定的局限性，不能满足传动系统设计的需要。
因此，有限元方法成为了现代传动系统模态分析的主要手段。
2.行星轮双排并联齿轮传动系统的建模行星轮双排并联齿轮传动系统是一种典型的多自由度系统，需要采用有效的建模方法。
在本文中，采用了子结构法对传动系统进行建模。
首先，将传动系统划分为不同的子结构，然后对每个子结构进行建模。
对于行星轮双排并联齿轮传动系统，可以将其分为行星轮、太阳轮、环形齿轮、内齿盘等多个子结构。
3.模态分析通过有限元方法，对行星轮双排并联齿轮传动系统进行了模态分析。
在分析过程中，考虑了传动系统的各种因素，包括材料、几何尺寸、支撑方式等。
模态分析结果显示，传动系统的模态频率主要分布在500Hz以下，其中最高模态频率为332Hz，满足传动系统的设计要求。
此外，在模态分析过程中还分析了传动系统的阻尼特性。
结果表明，传动系统的阻尼比较小，可能存在共振现象，因此需要采取相应的措施来改善传动系统的阻尼特性。
4.传动系统响应分析在不同的激励条件下，对行星轮双排并联齿轮传动系统进行了响应分析。
基于Adams行星系统动力学仿真及有限元分析
基于Adams行星系统动力学仿真及有限元分析刘建刚;杜风娇;林泽峰;杨君【摘要】以某微型机械手中JS行星齿轮的传动系统为研究对象,对该行星系统的传动比、各轴角速度、太阳轮与行星轮间啮合力、行星轮与内齿轮间啮合力、啮合频率等进行理论计算,得出该行星系统的运动学及动力学分析的理论值.利用Adams软件对该JS行星传动系统进行运动学和动力学仿真,得出该JS行星系统的运动学和动力学仿真结果.将该JS行星系统理论值与Adams软件仿真值进行对比分析,得出其两者的计算结果误差接近为零,由其误差可知,该虚拟样机模型为可行的.利用Creo Simulate对其进行有限元分析,得出该行星系统中关键零部件的静力学、疲劳和模态结果,根据所得结果判断其零部件强度可靠,进而验证该设计是合理可行.【期刊名称】《机械工程师》【年(卷),期】2018(000)012【总页数】4页(P58-61)【关键词】行星齿轮减速器;Adams;动力学仿真;静力学仿真【作者】刘建刚;杜风娇;林泽峰;杨君【作者单位】武夷学院机电工程学院,福建南平354300;武夷学院机电工程学院,福建南平354300;武夷学院机电工程学院,福建南平354300;武夷学院机电工程学院,福建南平354300【正文语种】中文【中图分类】TH132.410 引言行星齿轮传动系统是变速箱、增速箱等传动系统中极其重要的一种，并且行星齿轮传动系统具有以下主要特点[1-2]：体积小，质量轻，结构紧凑，承载能力大；传动效率高，其效率可达0.97～0.99；传动比大；运动平稳。
1 行星系统传动装置理论分析1.1 行星系统运动学理论分析JS行星齿轮减速器输入轴转速为640 r/min，太阳轮z1=12,行星轮齿数z2=48，内齿圈z3=108,输出轴转速为64 r/min，模数m=0.6 mm。
得出其频率行星轮（2.67 Hz），太阳轮（10.67 Hz）太阳轮与行星轮的啮合（128 Hz）行星轮与本体的啮合（128 Hz）。
基于有限元的行星齿轮传动特性分析
第38卷第3期2018年5月湖北工程学院学报JOURNAL OF HUBEI ENGINEERING UNIVERSITYVOL. 38 NO. 3MAY 2018基于有限元的行星齿轮传动特性分析陈丽芳，李红丽(湖北工程学院机械工程学院，湖北孝感432000)摘要：在分析行星齿轮传动系统和齿轮受力情况的基础上，基于P r o/E对行星齿轮三维建模，并进行了 有限元静力分析。
分析结果显示：随着施加扭矩的增加，齿轮的最大应力也随之增加。
所采用齿轮其斜率为3.09X1〇_2MPa/N • m时，它们具有较好的线性关系。
关键词：行星齿轮；有限元分析；受力分析；应力中图分类号：T H132.425文献标志码：A文章编号：2095-4824(2018)03-0094-03相对其他传动系统，齿轮传动不仅传动比更精准、传递效率更高，且工作可靠性更高、使用寿 命更长尤其是行星齿轮传动还具有振动和噪声小、传动比大和结构紧凑等优势，广泛应用于 风力发电、航空航天、特种装备等重点行业和工程u m]，其振动、噪声和控制等问题受到了国际科 学技术领域中学者们的广泛关注。
在齿轮传动中，一直广泛采用动态的分析和设计方法，当前，新型的分析和设计方法占主导地 位。
齿轮传动是依靠轮齿间的交替啮合来实现的，在齿轮承受载荷时，齿轮齿形会发生形变，这 样使得传动的准确性和传动的效率都受到极大的 影响。
同时在齿轮的啮合过程中，由于齿面之间 的连续碰撞和摩擦又会产生振动和噪声，产生的 振动经由轴类零件传递而引起其他零部件的振动 并产生更大的噪声。
众所周知，即便是微小的轮 齿变形也会引发传动过程中的振动和噪声等问题151。
行星齿轮的内部构造对梢确度具有较高要 求，导致其生产制造及安装过程均存在一定困难[61。
在保证其基本传动作用的基础上，为降低 成本及改进其性能，有必要对行星齿轮传动中的受力和变形进行研究。
本文首先对直齿齿轮进行基础的受力分析，接着基于P ro/E对行星齿轮进行建模，并导人 A N S Y S进行了静力分析，得到了不同扭矩载荷下 齿轮的应力云图和最大应力值。
单螺杆压缩机星轮的有限元模态分析
的 自由振动方 程 。 在求 结 构 的 固有 频 率 和 固有振 型
时， 阻尼 对它 们影 响不大 ， 因此 ， 以略 去 ， 时无阻 可 这
尼 自由振动 的运动方 程 为
收稿 日期：０ ９—１ ２ ２０ １— ３
ａ ａｙ ｉ ， ｅ ｓ ａｕ ａ ￣ｅ ｕ ｎ ｙ ａ ｄ ｍｏ ｅ ｓ ａ ｅ ｗ ｓ ａ ｑ ｉ ｄ， ｈ ｃ ａ ｆ ｒｔ ｅ ｒ ｏ ｄ ｃ ｒ ｄ ｓ ｎ ｎ ｌｓｓ ｔ ｉ ｎ ｔ ｒ ｌ ｑ ｅ ｃ ｄ ｈ ｐ ａ ｃ ｕｒ ｗ ｉｈ Ｃ ｏ ｆ ｏｙ ｃ ｎ ｕ ｔ ｅ ｉ ． ｈ ｘ ｎ ｅ ｎ ｅ ｈ ｏ ｆ ｇ
方向发展 。单螺杆压缩机的成功运行依赖于关键部 件 抵抗振 动 和稳 态 应力 的能力 ， 但单 螺 杆 压缩 机 工
作 时受 内部 和外 部 激励 将 发 生机 械 振 动 ， 引起 星 轮 磨 损加剧 ， 压缩 机振 颤 、 声 大 等一 系列 问题 ， 使 噪 致 压 缩机 寿命降低 ， 工作 不 稳定 。所 以对 星 轮 的 固有 特 性进行 分析 ， 防止 共 振现 象 发 生对 于 提 高单 螺 杆 压 缩机 的工作稳 定性 和延长使 用寿命 十分 重要 。
限元模 态分析 ， 得到 了星轮前 ６阶 固有频 率及其对应的振型 ， 并对低阶 固有振 型进行 归纳。这些结果 可 为单螺杆压缩机星轮的动态设计提供参考 。
《2024年AMT离合器执行机构行星轮系运动仿真及有限元分析》范文
《AMT离合器执行机构行星轮系运动仿真及有限元分析》篇一摘要本文主要围绕AMT（Automated Manual Transmission，即自动机械变速器）离合器执行机构的行星轮系进行运动仿真和有限元分析。
通过运动仿真，我们能够直观地了解行星轮系的运动特性，为后续的优化设计提供理论依据。
而有限元分析则能够更深入地揭示结构在复杂工况下的应力分布和变形情况，为确保产品安全性和可靠性提供科学支撑。
一、引言随着汽车技术的不断进步，AMT作为自动化程度较高的传动系统，其性能和可靠性成为评价车辆综合性能的重要指标。
AMT离合器执行机构中的行星轮系作为核心部件之一，其运动特性和承载能力直接影响到整个传动系统的性能。
因此，对AMT离合器执行机构的行星轮系进行运动仿真和有限元分析显得尤为重要。
二、运动仿真1. 建模过程采用专业的三维建模软件，根据实际结构尺寸建立AMT离合器执行机构行星轮系的几何模型。
模型应包括太阳轮、行星轮、内齿圈等主要组成部分。
2. 仿真设置根据实际工作情况，设置仿真参数，如转速、转矩、摩擦系数等。
同时，需考虑系统中的摩擦、润滑等影响因素。
3. 仿真结果通过运动仿真软件对模型进行仿真分析，得到行星轮系在各种工况下的运动轨迹、速度、加速度等动态特性。
三、有限元分析1. 网格划分将三维模型导入有限元分析软件中，对模型进行网格划分，生成有限元模型。
网格划分应考虑到模型的几何形状、材料属性等因素。
2. 材料属性及边界条件定义各部件的材料属性，如弹性模量、泊松比、密度等。
同时，设置边界条件，如固定约束、载荷等。
3. 应力及变形分析通过有限元分析软件对模型进行求解，得到各部件在复杂工况下的应力分布、变形情况以及安全系数等。
四、结果与讨论1. 运动仿真结果分析通过对运动仿真结果的分析，我们可以得出行星轮系在各种工况下的运动规律，为优化设计提供理论依据。
例如，通过调整太阳轮和行星轮的转速和转矩分配，可以改善传动系统的动力性能和效率。
某风力发电机齿轮箱行星架的有限元分析
某风力发电机齿轮箱行星架的有限元分析摘要本文通过有限单元法，结合材料性能和工作状态，运用ANSYS-Workbench（AWB）软件分析齿轮箱行星架的应力和变形，证明了行星架的性能符合风力发电的相关标准。
关键词有限元；AWB；应力；变形0 引言风力发电的过程就是将风能转化为电能的过程。
通常风轮的转速很低，远达不到发电机发电所要求的转速，必须通过增速器齿轮副的增速作用来实现，而行星齿轮增速箱（文中简称为齿轮箱）是最为常见的一种。
行星架是齿轮箱中的关键零部件，工作时承受较大的随机扭转载荷。
行星架一旦失效，会导致整个齿轮箱的失效、风力发电机停机，所以要在设计阶段确保行星架不发生破坏本文将运用有限元分析软件ANSYS-WORKBENCH(AWB)对行星架进行线性静力结构分析，证实该行星架符合风电的相关规定。
1 行星架有限元模型的建立AWE的实体建模功能，比ANSYS有所提高，但相对于专业CAD软件，还是有所欠缺。
而AWE可以通过IGES格式导入由各个CAD软件所作的实体模型，而且对于主流的CAD软件还集成有专门的插件，避免了以往通过IGES格式导入数据而造成的单元丢失等问题，保证了最好的CAE结果。
1.1 三维模型的建立根据厂家提供的图纸，采用三维CAD软件Solidworks，建立了行星架的三维实体模型，如图1所示。
将行星架的三维图导入到AWB中，在“Engineering Data”菜单下输入行星架的的材料参数，以便建立行星架的有限元模型。
本文中，行星架采用QT700-2，查找文献1可知QT700-2的抗拉强度为700MPa，屈服强度为420 MPa，密度为7 300kg/m3，弹性模量为1.55GP，泊松比为0.27。
1.2 网格划分网格的质量对分析的结果有重要的影响，网格划分越细，结点越多，计算结果越精确，不过网格加密到一定程度后计算的精度的提高就不明显了，而且越密集的网格就意味着需要花费更多的计算时间。
《2024年AMT离合器执行机构行星轮系运动仿真及有限元分析》范文
《AMT离合器执行机构行星轮系运动仿真及有限元分析》篇一一、引言随着汽车技术的不断发展，自动机械传动系统（AMT）作为现代汽车的重要组成部分，其性能的优劣直接关系到整车的驾驶体验和安全性。
AMT离合器执行机构中的行星轮系作为关键部件，其运动特性和力学性能对整机的运行稳定性起着决定性作用。
因此，对AMT离合器执行机构行星轮系进行运动仿真及有限元分析，对于提升AMT系统的性能具有重要意义。
本文将针对AMT离合器执行机构的行星轮系进行运动仿真分析，并利用有限元方法对其力学性能进行深入研究。
二、AMT离合器执行机构行星轮系运动仿真1. 建模与仿真环境采用专业的动力学仿真软件，建立AMT离合器执行机构行星轮系的精确三维模型。
模型中考虑了轮系的主要构成部分，包括太阳轮、行星轮、内齿圈以及相应的轴承和传动装置。
2. 运动学分析根据实际工作情况，设定行星轮系的运动参数，如转速、转矩等。
通过仿真软件模拟行星轮系在各种工况下的运动状态，分析其速度、加速度等运动学特性。
3. 动力学分析在运动学分析的基础上，进一步对行星轮系进行动力学分析。
通过仿真软件计算各部件的受力情况，分析力的传递路径和大小，以及各部件的应力分布和变形情况。
三、有限元分析1. 网格划分与材料属性利用有限元分析软件，对AMT离合器执行机构行星轮系进行网格划分，定义各部件的材料属性，如弹性模量、泊松比等。
2. 边界条件与载荷施加根据实际工作情况，设定边界条件和载荷施加方式。
如考虑轴承的约束、传动装置的力矩等。
3. 应力与变形分析通过有限元分析软件计算各部件的应力分布和变形情况。
分析在各种工况下，行星轮系的最大应力、最大变形以及各部件的应力变化趋势。
四、结果与讨论1. 运动仿真结果通过运动仿真，得到了AMT离合器执行机构行星轮系在各种工况下的运动特性和动力学参数。
分析了速度、加速度、受力等关键参数的变化情况，为后续的优化设计提供了依据。
2. 有限元分析结果有限元分析结果表明，行星轮系在各种工况下均能保持良好的力学性能，各部件的应力分布合理，无明显的应力集中现象。
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１ 行星 轮 系简介
行星轮系 由太 阳轮 、行 星轮及 内齿圈等 ３ 分 部 组成 ， 图 １ 如 所示 。行星轮系传动具有体积小 ， 承载 能力大 ， 运动平稳等特点 ， 但大功率高速行星轮系传 动结构复杂 ， 制造精度要求较高。
太阳轮 １ 行 星轮 ２ 内齿圈 ３
Ｒ＝ ６Ｃ ｉ Ｒ ，ＯＯ Ｓｔ Ｉ Ｏ＝ ｎｔ ＝ａａ 一 Ｊ ｉ ｉ， ｔ ｉ ｔ￡ ｎ ￣
式 中 ， 为基 圆半 径 。
…
图 １ 行星轮 系参考 图 图 ２ 齿轮渐开线示意 图 表 １ 行 星轮系主要参数
荷作 用 下 的节 点应 力 云 图和 位移 云 图如 图 ４所 示 。
参
模数 （ ） 一 压力 角（ ） ｏ 太 阳轮 、 星轮 、 行 内齿 圈齿数
数
数 值
１ ． ５ ２ ０ ５ ， ，０ ６２ １０ ２
在Ａ ＳＳ Ｎ Ｙ 软件 中 ，考虑到计算精度与时间 ， 用 内部命令 通过样条 曲线拟合 连接 １ 个 关键点 的方 ２ 法， 生成部分齿廓及齿根过 渡曲线 ， 再通过镜 象 、 复 制、 旋转 、 拉伸等操作命令 ， 建立行 星轮系 的几何 模 型。 然后 ， 设置轮系材料的弹性模量为 １ ６ Ｐ ， ． Ｇ ａ泊松 ０ 比为 ０３ 密度为 ７ ０ ／ 取单元边长为 １ 采用 ．， ０ｋ ｍ ， ８ ｇ ， Ｆｅ 的方式划分 网格 ，得到行星轮系 的有限元 模型 ｒ ｅ
５
Ｅｑ ｉ ｍｅ ｔ ａ ｕ ａ ｔ ｎ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ Ｎｏ５， ０１ ｕ ｐ ｎ Ｍ ｎ ｆ ｅｒ ｇ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ． ２ ｉ １
如 图 ３所示 。
从 表 ２及 图 ５可 以看 出 ，行 星 轮 系 的 一 阶 固有
频率为 ２ ９３ ｚ ５ ． Ｈ ，且前 四阶 固有频率分布在 ２０Ｈ ７ ｚ
分析和模 态分析 ， 得到行 星轮 系的应力 分布状 况及 低阶振动 频率和相 对应的模 态振型 ， 为行 星轮 系的 结构 优化设 计 提供 了可靠数据 。
关键词 ： 行星轮 系； ＮＳ Ｓ 有 限元 分析 ； 态分析 Ａ Ｙ； 模 中图分类号 ： Ｈ ３ ．２ Ｔ １ ２４ ５ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：６ ２ ５ ５ （ ０ １０ — ０ ５ ０ １ ７ — ４ Ｘ ２ １ ）５ ０ ０ — ２
行星轮系中的行星轮数量不 固定 ， 本文选含有 ４ 个行星轮的轮系进行分析 ， 相关参数见表 １ 。
Байду номын сангаас
２ 行 星轮 系有 限元建模
为分析齿轮啮合过程 ， 需建立较精确的模 型 ， 渐 开线齿轮建模难点 ， 在于精确地反映 出渐开线廓形 。 如 图 ２所 示 ， Ｏ 为极 坐标 轴 ， 渐 开 线 上 任 一 点 以 Ａ 则 的位 置 ， 以用 极径 尺 和 极 角 来确 定 ， 据渐 开 线 可 根
（ ）一阶 固有频 率对应振型 ａ
＠
警 曩｜ 警强 。｜
（ ）二 阶固有频 率对 应振型 ｂ
部柱坐标 系 ， 约束 中心孔处所有结点的 Ｕ Ｕ Ｘ、 Ｚ方 向 的 自由度 ，即放开行星轮在局部柱坐标 系中绕原 点
旋转约束。
（）三 阶固有频率对应振型 ｃ
将扭矩载荷施加在太阳轮上 ， 通过有限元分析软 件 Ａ Ｓ Ｓ求解 计 算后 ，得 到 齿轮 有 限元 模 型在 外 载 ＮＹ
行星轮系减速器具有结构紧凑 、扭矩与质量之 比大等优点 ， 而广泛应用 于汽车 、 直升机 、 航天器 、 重 型 机械 和航 海 机械 等 领 域 。 Ｈ ａ ｅｔ ｈ和 Ｂ ｓｌ 在 １９ ｏｓ ｒ ｅ ９３ 年测量阿帕奇直升机的机舱噪声发现 ，行星轮系及 其 派 生 的频 率 是直 升 机 达 １０ｄ ０ Ｂ噪声 的 主要 来 源 。 噪声容易造成操作人员身体疲乏 ， 交流 困难 。因此 ， 降消噪声成为军用和民用直升机迫切需要解决的主 要问题 。本文建立行星轮系模型并进行静力分析和 模态分析 ，指 明了行星轮系结构形式对其动态特性 的影 响 ，为高质量行星轮系 的设计及应用提供理 论 依据 。
３ 行 星轮 系的静 力分析
对行 星轮 系有 限元模型施加约束 ：约束太 阳轮
中心孑 内的 Ｕ Ｕ Ｌ Ｘ、 Ｚ的 自由度 ； 对于 内齿 圈 ， 完全 则 约 束 其 最 外 圈所 有 结 点 的 自由度 ； 于 行 星 轮 ， 择 对 选
行 星 轮 的 中心 处 为 原 点 建立 局 部 柱 坐标 系 ，激 活 局
太 阳轮 、 星轮、 行 内齿圈齿顶高系数
太 阳轮 、 星轮、 行 内齿 圈齿宽（ ｍ） ｍ
ｌ
５
太 阳轮、 星轮中心孔半径 （ ｍ） 行 ｍ
内齿圈外半径（ ． ） ｒ ｒ ｒ． ｒ
２ ． ４５
７．５ ６ ７ ８
收稿 日期 ：０ ｌ ０ — ６ ２ １－ ２ １ 作者简 介 ： 罗锡荣 （９ ３ ）男 ， １８ 一 ， 湖南耒 阳人 ， 硕士 ， 研究方 向： 机械结构优化设计 。
图 ３ 行 星 轮 系有 限 元模 型
＠
左右 ， 通过振动动画显示 ， 可知其对应振型是 ４个行 星轮的扭转振动 ， 各阶对应 的振幅不 同。第 五 、 阶 六
固有频率分布在 ６０ ｚ ２ 左右 ，对应振型是太阳轮 的 Ｈ
摆 动 振 动 。显然 ， 星 轮是 振 动 的薄 弱 环 节 ， 响到 行 影 轮 系 整体 的 固有 振 动特 性 。
《 装备制造技术＞ Ｏ １ ＞ ｌ 年第 ５ ２ 期
行 星轮 系的有 限元分析
罗锡荣 ， 张成锋
（ 广西工学院 机械工程系 ， 广西 柳州 ５ ５０ ） ４ ０６
摘 要： 分析 了渐开线直齿齿轮的齿廓 和过 渡曲线方程 ， 用 Ａ Ｙ 利 ＮＳ Ｓ软件 建立 了行 星轮 系的有 限元模 型 ， 并进行静 力