行星齿轮传动系统接触模态分析

W o r k b e n c h心得——行星齿轮瞬态动力学分析-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII首先拿到模型可以看出这里是个行星轮结构。

在这里首先将三角形的齿轮架给刚化，因为整个分析中不考虑它的影响，主要考虑齿轮之间的作用。

然后我们就需要对模型添加约束和连接，主要包括有joints和frictionless contacts，添加完的效果如图。

添加过程请看下面详述。

首先添加三个类似的运动副，都是需要Body-Ground形式。

第一个添加太阳轮的旋转副。

revolute joint。

Body-ground。

再添加三角架的旋转副。

revolute joint。

Body-ground。

再添加内齿圈的固定副。

fixed joint。

Body-ground。

接着添加一个Body-Body的旋转副，也就是三角板与行星轮之间的旋转连接。

revolute。

Body-Boby。

最后就是两个齿轮之间的接触关系设置。

按照经验，在不考虑齿轮间摩擦的情况下，选择frictionless 接触类型。

之后，connections定义完全后，就可以对其进行网格划分。

网格划分这里完全采用Automatic不详述。

在之间添加了joints的基础之上，现在可以施加Joint load，这里我们取太阳轮为主动轮，添加一个Rotational Velocity的load。

最后，个人认为也是最关键的，就是对瞬态分析的参数（时间步）进行设置。

最后的最后，经过一个半小时的计算，得到计算结果。

帮帮帮帮帮。

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。

矿用行星轮系的接触疲劳仿真分析黄学文【摘要】对行星轮系接触疲劳的相关特性进行分析,建立了行星转系的三维有限元模型,获取了定轴行星轮系的接触应力载荷谱和接触疲劳S-N曲线.利用ANSYS Workbench软件,以一组矿用行星轮系为实例进行接触疲劳仿真分析,得到了行星轮系的寿命和安全系数等相关参数.仿真结果表明:接触疲劳仿真分析为行星轮系的可靠性设计和结构优化提供了重要的保障.【期刊名称】《煤矿开采》【年(卷),期】2012(017)004【总页数】5页(P17-20,97)【关键词】行星轮系;接触疲劳;S-N曲线;安全系数【作者】黄学文【作者单位】天地科技股份有限公司,北京100013【正文语种】中文【中图分类】TH132.41在所有的机械传动过程中，齿轮传动具有传动效率高、承载扭矩大、工作寿命长等特点，因而应用最广。

接触疲劳破坏是齿轮失效的重要原因之一，齿轮的齿面处多容易发生点蚀、磨损和胶合等疲劳破坏现象，从而造成了齿轮的严重失效。

卢金生［1］对齿轮渗氮层强度进行了深入研究，借助有限元仿真的方法，获取了正交切应力沿渗氮层深度方向上的分布情况，并且通过齿轮接触疲劳试验验证了齿轮渗氮层的可靠性;李贞子［2］利用疲劳接触试验机对齿轮进行接触疲劳试验，总结出不同材料和工艺条件下的齿轮接触疲劳强度极限。

运用有限元方法对齿轮进行接触疲劳仿真分析具有很大的优势，不仅可以精确找到齿轮容易发生疲劳破坏的部位，而且大大提高了接触疲劳分析的效率。

本文以一组常用矿用行星轮系为例，建立了行星轮系的三维有限元模型，然后对其进行接触疲劳仿真分析。

齿轮在高速传动的过程中，由于受到反复交变接触应力的直接作用，齿面接触部位往往产生接触疲劳。

同一齿面的齿轮往往齿根先发生点蚀，然后才扩展到齿顶面，所以齿顶面比齿根面具有更高的接触疲劳强度。

根据赫兹接触理论，齿面接触往往当做节圆处的两个圆柱体接触，在压力的作用下，由于接触表面发生局部变形，最大接触压力σH发生在接触带的各点上，形成宽度为2b的接触带。

齿轮传动系统的动力学与模态分析刘荫荫;熊曼辰【摘要】为了提高齿轮设计的准确性，结合UG软件参数化建模功能，建立齿轮传动三维实体模型。

利用ADAMS软件对齿轮传动系统进行了动力学分析，在高速传动中施加实际传动载荷，得到了齿轮传动系统的振动频率范围和高频率点。

通过 ANSYS Workbench软件对齿轮传动系统和单一齿轮模型进行模态分析，得到齿轮传动系统和齿轮模型的固有频率和振型，通过与动力学分析得到的频率进行对比，验证了齿轮传动系统的设计准确性，从而为今后齿轮的传动分析提供了数据支持，并为传动过程中的故障分析提供了参考。

%To improve the accuracy of the gear design,build three-dimensional solid model of the transmission gear in the parametric modeling module of UG software.Dynamic analysis of gear transmission system by using ADAMS software and actual load applied in high-speed gear transmission were finished,based on the above conditions,the vibration frequency range and high frequency point can be obtained.ANSYS Workbench was used to analyze the modal of gear transmission sys-tem and a single gear and get both the natural frequencies and mode shapes,through comparing the frequency gained by dy-namics analysis,verified the design accuracy of gear transmission system and provided data support for the gear transmission after analysis and a reference for failure analysis in the transmission process.【期刊名称】《新技术新工艺》【年(卷),期】2014(000)009【总页数】4页(P100-103)【关键词】ADAMS;动力学分析;ANSYS Workbench;模态分析;固有频率【作者】刘荫荫;熊曼辰【作者单位】昆明理工大学机电工程学院，云南昆明 650000;昆明理工大学机电工程学院，云南昆明 650000【正文语种】中文【中图分类】TH132.4渐开线齿轮是一种重要的机械零件，因为齿轮传动的平稳性而在高速传动设置中作为传动装置的核心部分起重要作用。

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。

基于UG的某行星齿轮流量计齿轮系统的模态分析UG软件作为广泛应用于机械设计和制造领域的软件平台，为工程师提供了全面的设计、分析和仿真功能。

本文将基于UG软件对某行星齿轮流量计齿轮系统进行模态分析，并深入探讨齿轮系统的性能。

行星齿轮流量计是一种常用于测量液体或气体体积流量的装置，而齿轮系统是其核心部件之一。

本设计采用了行星齿轮系统，由一组内啮合于齿轮挂架周边的小齿轮与一组密合外啮合的大齿轮构成，并通过转动传递动力。

齿轮系统的稳定性和运行效率对流量计的性能有着至关重要的影响。

在基于UG软件进行模态分析前，首先需要建立模型。

采用Solid Edge软件建立了整个行星齿轮流量计的三维模型，并将该模型导入到UG平台进行分析。

在建立模型时，需要注意每个齿轮之间的啮合配合尺寸与公差要求，以保证齿轮系统的运转稳定。

模态分析主要是对齿轮系统的振动响应情况进行分析。

在UG的求解过程中，将根据齿轮系统的自由度及其几何结构、材料属性、质量等因素，计算系统在某一特定条件下的固有频率和固有振型。

通常情况下，系统的前几个固有频率相对最低的自然频率决定了某些环节的构建机件的准则。

根据计算结果，可以对设计进行优化和改进，从而提高齿轮系统的稳定性和运行效率。

该行星齿轮流量计齿轮系统经模态分析计算，得到了其前三阶模态振型和频率。

在分析过程中，发现齿轮系统存在较为明显的固有频率，并且共振振动趋势明显，震荡范围也比较广泛。

在实际应用中，如果行星齿轮流量计的齿轮系统运转时发现存在这样的问题，就需要对设计加以优化，以避免共振引起的机械故障。

在行星齿轮流量计齿轮系统中，行星齿轮是一个重要的组件，其优化设计将对系统的动力学性能产生显著影响。

通过调整行星齿轮半径、齿轮数和轴向距等参数，可以改变系统的自振频率和响应性能，从而优化齿轮系统的作用性能。

总之，基于UG软件进行的行星齿轮流量计齿轮系统模态分析极大地提升了该系统的稳定性和运行效率，为其在实际工程应用中提供了强有力的保障。

基于ANSYS的齿轮弯曲应力、接触应力以及模态分析随着汽车性能和速度的提高，对变速箱齿轮也提出了更高的要求。

为较好地改善齿轮传动性能，有必要对齿轮进行静力学以及动力学分析。

对于齿轮的静力学分析，本文利用ANSYS对齿轮进行了齿根弯曲应力分析以及齿轮接触应力分析。

对于齿轮的动力学分析，本文利用ANSYS对其进行了模态分析，提取了齿轮的前十阶固有频率和固有振型。

最后实验表明，基于ANSYS的齿轮弯曲应力和接触应力相比较传统方法具有一定的裕度，而模态分析能较形象地展现其振型。

标签：齿轮；弯曲应力；接触应力；模态分析引言随着汽车性能和速度的提高，对变速箱齿轮也提出了更高的要求。

改善齿轮传动性能成为齿轮设计中的重要内容。

为了避免由于齿轮接触疲劳而引发的行驶事故，有必要对齿轮的齿根弯曲应力和齿面接触应力进行分析和评估。

同理，为避免由于齿轮共振引起的轮体破坏，有必要对齿轮进行固有特性分析，通过调整齿轮的固有振动频率使其共振转速离开工作转速。

齿轮的工作寿命与最大弯曲应力值的六次方成反比，因此最大弯曲应力略微减小，齿轮工作寿命即会大大提高[1]。

齿轮的最大弯曲应力往往出现在齿轮的齿根过渡曲线处，因此精确计算渐开线齿轮齿根过渡曲线处的应力，进而合理设计过渡曲线，对延长齿轮工作寿命、提高齿轮承载能力至关重要。

为了进行齿面接触强度计算，分析齿面失效和润滑状态，必须分析齿面的接触应力。

经典的齿面接触应力计算公式是建立在弹性力学基础上，而对于齿轮的接触强度计算均以两平行圆柱体对压的赫兹公式为基础。

但由于齿轮副啮合齿面的几何形状十分复杂，采用上面的方法准确计算轮齿应力和载荷分配等问题非常困难甚至无法实现。

随着计算机的普及，齿轮接触问题的数值解法获得了越来越广泛的应用。

齿轮副在工作时，在内部和外部激励下将发生机械振动。

振动系统的固有特性，一般包括固有频率和主振型，它是系统的动态特性之一，同时也可以作为其它动力学分析的起点，对系统的动态响应、动载荷的产生与传递以及系统振动的形式等都具有重要的影响。

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。

行星齿轮传动系统参数优化与故障诊断行星齿轮传动系统是一种常用的机械传动装置，广泛应用于各个领域的机械设备中。

为了提高传动系统的效率和可靠性，人们对其参数进行优化，并且对故障进行诊断和预防。

本文将探讨行星齿轮传动系统的参数优化与故障诊断。

1. 引言行星齿轮传动系统是一种常见的机械传动装置，由太阳轮、行星轮和内齿圈组成。

其结构紧凑、传动效率高、承载能力强，被广泛应用于汽车、航空航天等领域。

然而，由于传动过程中存在着齿轮的啮合、磨损等问题，系统的效率和可靠性还有较大的提升空间。

因此，优化行星齿轮传动系统的参数以及故障诊断显得尤为重要。

2. 参数优化2.1 齿轮模数优化行星齿轮传动系统中，齿轮的模数是一个重要的参数。

合适的模数可以确保齿轮的强度和传动效率。

通过对模数的优化，可以减小齿轮的尺寸，提高传动效率。

在实际应用中，可以采用有限元分析和试验研究相结合的方法，确定最优模数。

2.2 齿轮啮合角优化齿轮的啮合角是行星齿轮传动系统的另一个重要参数。

合适的啮合角可以减小齿轮的啮合冲击和噪声，提高传动效率。

同时，啮合角还会影响齿轮的接触疲劳寿命。

因此，在设计和制造过程中，需要通过精确计算和试验验证，确定最佳的啮合角。

2.3 饱和磨削优化行星齿轮的加工工艺对其性能和寿命有着重要影响。

饱和磨削是目前常用的行星齿轮加工方法。

通过合理优化磨削参数，可以提高行星齿轮的表面质量和精度，减小齿面接触应力集中，增加传动效率和工作寿命。

3. 故障诊断3.1 振动信号分析行星齿轮传动系统在运行过程中会产生振动信号，通过对振动信号的分析可以判断系统的工作状态和存在的故障。

常用的振动信号分析方法包括时间域分析、频谱分析和小波分析等。

结合这些方法，可以定位故障位置、判断故障类型。

3.2 温度检测行星齿轮传动系统在正常工作状态下会产生一定的摩擦热量。

通过对传动系统温度的检测，可以判断传动系统的工作状态和故障情况。

常用的温度检测方法包括红外热像仪和热电偶等。