基于有限元法的行星轮系的动力学模态分析
采煤机截割部行星机构行星轮模态分析宋凯健
20，z 5＝31，z 6＝82，z 23＝25，z 3＝26，z 43＝77。
1构件为输入构件，ω1＝50rad/s ；6构件为机架，ω6＝0。
运用式（3）进行运动分析，可求得其他活动构件的转速：ω2＝127.19rad/s ，ω3＝-24.22rad/s ，ω4＝24.94rad/s ，ω5＝-41.03rad/s 。
力学分析时，有l 1＝R 23+R 3，l 4＝R 25+R 5。
结合标准齿轮的计算公式有，M 26＝-0.393M 16即，M 16＝-2.54M 26。
以上分析计算结果与文献[3]中的计算结果一致。
结合以上运动分析和力学分析，还可以得到在不同时刻各运动构件上运动副的受力情况。
4结语JD 型调度绞车传动机构的运动与力学分析方程均为线性方程组，易于模块化，便于计算机自动生成，为JD 型调度绞车传动机构的创新设计与优化分析提供了一定的参考价值。
参考文献：［1］刘小群，王永生，舒斯洁.JD-2型无极绳调度绞车选型设计［J ］.煤矿机械，2012，33（1）：3-5.［2］陈纯.JD 系列调度绞车的效率计算［J ］.矿山机械，2000（12）：39-40.［3］杨廷栋，周寿华，肖忠实，等.渐开线齿轮行星传动［M ］.成都：成都科技大学出版社，1986.［4］渐开线齿轮行星传动的设计与制造编委会.渐开线齿轮行星传动的设计与制造［M ］.北京：机械工业出版社，2002.［5］饶建华，孙立鹏，李吉春.轮系机构运动分析的新方法［J ］.机械研究与应用，2002，13（1）：14-15.［6］孙金风.基于MATLAB 的NGW 型行星齿轮传动机构受力分析［J ］.煤矿机械，2006，27（11）：58-60.［7］贾启芬，刘习军.理论力学［M ］.北京：机械工业出版社，2007.作者简介：孙金风（1979－），湖北鄂州人，讲师，在职博士研究生，研究方向为机构学、机电一体化，电子信箱：fengjinsun2002@ya -.责任编辑：王海英收稿日期：2012－08－23!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!引言采煤机是机械化采煤工作面的关键设备之一，其工作环境恶劣，特别是截割部受到非连续性冲击，导致截割部振动剧烈。
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.
[8] 郑核桩，黄争鸣，唐寿高. 基于非线性本构关系的有限元计
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
基于有限元的行星减速器参数化动力学建模
基于有限元的行星减速器参数化动力学建模迟壮;王伟【摘要】行星减速器在车辆、机器人等设备中广泛应用,而齿侧间隙的存在对行星齿轮系统运转的精确性、使用寿命都有较大影响.基于有限元分析方法,利用ANSYS软件APDL参数化语言完成行星减速器三维建模前处理,并通过接触力的定义来模拟啮合过程.通过LS-DYNA显式动力学求解器进行数值仿真计算,准确地模拟了一组2K-H型行星齿轮系统的接触、啮合等运转过程,分析了啮合过程中存在的冲击、不均载等现象,并利用参数化建模研究了不同齿侧间隙的有限元模型动力学响应,为行星齿轮系统的分析研究提供了有效方法,也为理论模型的进一步优化设计提供了有效依据.【期刊名称】《中国民航大学学报》【年(卷),期】2018(036)005【总页数】5页(P56-59,64)【关键词】行星齿轮;有限元;动力学分析;ANSYS【作者】迟壮;王伟【作者单位】中国民航大学乘务学院,天津 300300;中国民航大学航空工程学院,天津 300300【正文语种】中文【中图分类】TH122行星减速器作为应用广泛的传动系统，以其高载荷、高可靠性和大传动比等优点应用于车辆、机器人等设备中[1]。
但由于行星齿轮减速器结构复杂、装配紧凑，通过实验验证理论模型，需要测量的参量较多，且传感器不易安装，辨识过程也十分繁琐[2]。
因此，基于技术上比较成熟的有限元分析方法，利用参数化建模完成传动系统的搭建，并通过对模型接触力的定义来模拟啮合过程，准确地模拟分析齿轮系统的接触、啮合等各种动力学行为，为理论模型的验证、优化提供依据。
1 行星齿轮减速器有限元建模齿轮系统的动静力学仿真通常采用Pro/E、UG等三维机械建模软件，再通过中间格式导入有限元前处理软件完成[3]。
这种方式对于建立单一齿轮系统模型简单高效，但在需要对不同参数的齿轮进行分析的设计优化中，则需要反复重复这一过程，效率会显著降低，且通用图形格式导入的模型会有细节上的失真，影响分析的准确性[4]。
基于ANSYS有限元分析的模态质量计算方法
2011年第3期 导 弹 与 航 天 运 载 技 术 No.3 2011 总第313期 MISSILES AND SPACE VEHICLES Sum No.313收稿日期：2010-09-05；修回日期：2011-04-15作者简介：商 霖（1977-），男，工程师，主要研究方向为发射动力学文章编号：1004-7182(2011)03-0055-03基于ANSYS 有限元分析的模态质量计算方法商 霖（中国运载火箭技术研究院，北京，100076）摘要：基于动能公式的演化推导，提出一种计算模态质量的新方法。
该方法操作方便，快速有效，适用于任何有限元模型模态质量的计算。
通过与模态质量经典公式计算结果的比较，二者数值完全一致。
关键词：模态质量；经典公式；动能定理；质量矩阵；弹簧-质量模型 中图分类号：V411.8 文献标识码：AModal Mass Computation Based on ANSYS Finite Element AnalysisShang Lin(China Academy of Launch Vehicle Technology, Beijing, 100076)Abstract : With the evolvement of kinetic energy equation, a novel method to compute the modal mass is presented. This methodis simple and effective, suitable for any modal mass computation of Finite Element Analysis (FEA) model .The results obtained from this method are the same with those from classical equation, which proves that this method is valid.Key Words : Modal mass; Classical equation; Energy theorem; Mass matrix; Spring mass model0 引 言一个完整的振动系统必须包含质量矩阵，刚度矩阵和阻尼矩阵，其中质量矩阵储存着系统的动能，刚度矩阵存储着系统的势能，阻尼矩阵则代表能量在不同系统之间的转移（如由机械能转换为热能），通过三者的有机结合使能量不断地相互转换，由此构成系统的运动（振动）。
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。
行星轮系动力学分析与响应表示方法研究
第34卷第6期2021年12月振动工程学报Journal of Vibration EngineeringVol.34No.6Dec.2021行星轮系动力学分析与响应表示方法研究吴守军1，冯辅周2，吴春志2，矫英祺3（1.63963部队，北京100072；2.陆军装甲兵学院车辆工程系，北京100072；3.32379部队，北京100072）摘要:集中参数动力学建模是了解行星齿轮故障机理的有效手段，在利用集中参数模型仿真分析时，选择合适的变量表示系统的响应至关重要。
针对现有方法不适于太阳轮固定的行星齿轮系统响应表示的问题，提出采用啮合线方向加速度直接叠加表示行星齿轮系统响应的方法，建立行星齿轮的平移⁃扭转模型；通过啮合线相对位移和啮合力信号及频谱分析，解释了三自由度选择的必要性，并验证了模型的正确性；与两种典型的响应表示方法比较，所提方法在齿轮正常和太阳轮故障时均具有较好的效果，可以有效提取啮合频率及故障频率；通过齿轮正常和太阳轮故障的实验信号频谱分析进一步验证了所提方法的合理性。
关键词:行星轮系；动力学建模；自由度选择；响应表示中图分类号:TH132文献标志码:A文章编号:1004-4523（2021）06-1177-10DOI：10.16385/ki.issn.1004-4523.2021.06.009引言集中参数模型具有建模过程简单、求解速度快等优点，在行星齿轮动力学分析中得到广泛应用［1］。
依据自由度数量可将集中参数模型分为纯扭转模型［2］、平移⁃扭转模型［3］和横⁃扭⁃摆耦合模型［4］。
Inal⁃polat等［5］建立了行星齿轮平移⁃扭转模型，利用单个啮合力信号研究了齿轮制造误差对啮合频率边带成分的影响，并结合Hanning窗权重函数近似表示齿圈测点的加速度信号；程哲［6］建立了直升机行星齿轮传动系统的纯扭转动力学模型，并获得太阳轮⁃行星轮和太阳轮⁃行星架相对位移响应，以此表示系统的整体响应。
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。