CN112364551A - 一种行星传动齿轮箱疲劳分析方法 - Google Patents

一种行星传动齿轮箱疲劳分析方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种行星传动齿轮箱疲劳分析方法，包括：根据齿轮箱内行星轮的数量确定啮合位置的旋转范围，在旋转范围内确定几个不同的目标啮合位置，计算出对应目标啮合位置的齿轮箱的应力结果；对各目标啮合位置的位置角度创建用于插值的函数，使其能覆盖与当前角度位置相邻的两个角度位置，得到位置比例系数‑角度曲线；计算出各目标啮合位置的角度‑时间序列；计算出位置载荷比例系数‑时间序列；计算各工况下的位置载荷比例系数‑时间序列，通过疲劳软件计算出齿轮箱的疲劳结果。本发明所提供的分析方法，考虑由行星***自身旋转造成的附加动态特性，既能考虑输入载荷大小变化，又能考虑齿轮啮合位置变化对箱体的影响，分析结果精确可靠。

Description

一种行星传动齿轮箱疲劳分析方法
技术领域
本发明涉及齿轮箱疲劳分析方法领域，特别是涉及一种行星传动齿轮箱疲劳分析方法。
背景技术
行星级齿轮传动方式已广泛的应用于机械行业的各个领域，行星架作为行星传动的重要零部件，它的结构设计不仅要考虑传扭的要求，还需考虑静强度和疲劳强度是否满足设计要求。
采用行星级齿轮传动方式的风电齿轮箱的箱体作为关键的传力部件，承受复杂的动态载荷，除了需要进行极限强度校核外，还需要评估疲劳强度。目前箱体的疲劳计算，通常是通过在和箱体连接的内齿圈上施加单一的扭矩或者在某一固定位置施加行星轮与齿圈的啮合力，计算出单位载荷应力，以此为基础进行疲劳强度校核。在实际运行中，随着行星架的转动，行星轮和内齿圈的啮合位置是不断变化的，所以箱体的受力状态除了受输入载荷大小变化的影响外还受齿轮啮合力位置的影响，而现有的计算方式只考虑了载荷在单一选定位置的作用影响，无法精确覆盖评估出箱体结构中的薄弱点，存在安全风险。
因此，如何有效提高行星传动齿轮箱的疲劳分析精度，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种行星传动齿轮箱疲劳分析方法，用于精确评估行星传动齿轮箱在行星***旋转过程中的疲劳可靠性。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种行星传动齿轮箱疲劳分析方法，包括以下步骤：
步骤S1：根据齿轮箱内行星轮的数量确定啮合位置的旋转范围，在旋转范围内确定几个不同的目标啮合位置，计算出对应所述目标啮合位置的齿轮箱的应力结果；
步骤S2：对各所述目标啮合位置的位置角度创建用于插值的函数，使其能覆盖与当前角度位置相邻的两个角度位置，得到位置比例系数-角度曲线；
步骤S3：根据所述齿轮箱的转速-时间序列，计算出各所述目标啮合位置的角度-时间序列；
步骤S4：通过所述位置比例系数-角度曲线、所述角度-时间序列以及所述齿轮箱的扭矩-时间序列，计算出位置载荷比例系数-时间序列；
步骤S5：计算各工况下的位置载荷比例系数-时间序列，通过疲劳软件计算出所述齿轮箱的疲劳结果。
优选的，所述步骤S4包括：
步骤S4-1：通过所述位置比例系数-角度曲线和所述角度-时间序列，计算得到位置比例系数-时间序列；
步骤S4-2：通过齿轮箱的扭矩-时间序列，计算出载荷比例系数-时间序列；
步骤S4-3：通过所述位置比例系数-时间序列和所述载荷比例系数-时间序列，计算得到位置载荷比例系数-时间序列。
优选的，所述步骤S2还包括：确定当前角度位置比例系数为1，前后两个相邻角度位置的比例系数为0。
优选的，所述步骤S1包括：
利用传动***分析软件对行星传动齿轮箱进行建模，结合有限元软件将行星传动齿轮箱的实体模型提取节点和刚度矩阵导入传动***分析软件中，节点用于连接齿轮箱行星架上的部件。
优选的，所述步骤S1还包括：
在传动***软件中对行星传动齿轮箱的模型进行计算，计算出各目标啮合位置下齿轮箱的应力结果。
优选的，所述步骤S1包括：
建立齿轮箱箱体及齿圈的有限元模型，载荷边界条件分为5个载荷步，前4个载荷步分别计算齿轮箱箱体在名义输入扭矩下，120°周期内以啮合位置每转过30°的位置，将行星轮和内齿圈的啮合力施加在齿圈上，计算得到4组应力结果；第5个载荷步计算箱体在重力作用下的应力结果；获得5组有限元应力结果。
优选的，所述步骤S2包括：
建立前4组载荷步与啮合位置相关的位置比例系数-角度曲线，具体的如下：
0°位置下的位置比例系数-角度曲线方程
Figure BDA0002832292330000031
30°位置下的位置比例系数-角度曲线方程
Figure BDA0002832292330000032
60°位置下的位置比例系数-角度曲线方程
Figure BDA0002832292330000033
90°位置下的位置比例系数-角度曲线方程
Figure BDA0002832292330000034
优选的，所述步骤S3包括：
根据所述齿轮箱的转速-时间序列，以初始角度为0°，每一个时间点的角度等于当前时间点与前一个时间点之间的时间间隔，乘上前一个时间点的转速，然后加上前一个时间点的角度；依次类推得到每一个时间点的角度，然后将每一个时间点的角度对120°取余数，使得每一个角度值不超过120°，从而得到角度-时间序列。
优选的，所述步骤S4包括：
步骤S4-1：将所述步骤S3中得到的所述角度-时间序列分别带入所述步骤S2中建立的4组方程中，计算得到4组位置比例系数-时间序列；
步骤S4-2：根据所述齿轮箱的扭矩-时间序列，将每一个时间点的扭矩除以所述步骤S1中计算应力结果时所使用的名义扭矩，得到载荷比例系数-时间序列；
步骤S4-3：将所述步骤S4-1中得到的4组位置比例系数-时间序列分别乘上所述步骤S4-2中得到的载荷比例系数-时间序列，得到与载荷大小和啮合位置相关的4组位置载荷比例系数-时间序列；由于重力的大小和方向始终不变，得到一组比例系数为1的重力-时间序列；获得5组位置载荷比例系数-时间序列。
优选的，所述步骤S5包括：
对所有的时序载荷重复所述步骤S3和所述步骤S4，将得到的位置载荷比例系数-时间序列以及所述步骤S1中计算的5组有限元应力结果输入疲劳计算软件中，结合材料的S-N曲线和每一个时序载荷的循环次数，计算得到所述齿轮箱的疲劳寿命和疲劳损伤。
本发明所提供的行星传动齿轮箱疲劳分析方法，包括：步骤S1：根据齿轮箱内行星轮的数量确定啮合位置的旋转范围，在旋转范围内确定几个不同的目标啮合位置，计算出对应所述目标啮合位置的齿轮箱的应力结果；步骤S2：对各所述目标啮合位置的位置角度创建用于插值的函数，使其能覆盖与当前角度位置相邻的两个角度位置，得到位置比例系数-角度曲线；步骤S3：根据所述齿轮箱的转速-时间序列，计算出各所述目标啮合位置的角度-时间序列；步骤S4：通过所述位置比例系数-角度曲线、所述角度-时间序列以及所述齿轮箱的扭矩-时间序列，计算出位置载荷比例系数-时间序列；步骤S5：计算各工况下的位置载荷比例系数-时间序列，通过疲劳软件计算出所述齿轮箱的疲劳结果。本发明所提供的行星传动齿轮箱疲劳分析方法，考虑由行星***自身旋转造成的附加动态特性，既能考虑输入载荷大小变化，又能考虑齿轮啮合位置变化对箱体的影响，分析结果精确可靠。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的行星传动齿轮箱疲劳分析方法一种具体实施方式的流程图；
图2为本发明所提供的行星传动齿轮箱疲劳分析方法另一种具体实施方式的流程图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种行星传动齿轮箱疲劳分析方法，用于精确评估行星传动齿轮箱在行星***旋转过程中的疲劳可靠性。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1和图2，图1为本发明所提供的行星传动齿轮箱疲劳分析方法一种具体实施方式的流程图；图2为本发明所提供的行星传动齿轮箱疲劳分析方法另一种具体实施方式的流程图。
在该实施方式中，行星传动齿轮箱疲劳分析方法包括以下步骤：
步骤S1：根据齿轮箱内行星轮的数量确定啮合位置的旋转范围，在旋转范围内确定几个不同的目标啮合位置，计算出对应所述目标啮合位置的齿轮箱的应力结果；具体的，目标啮合位置的确定，可以根据行星齿轮箱的类型进行设定；
步骤S2：对各所述目标啮合位置的位置角度创建用于插值的函数，使其能覆盖与当前角度位置相邻的两个角度位置，得到位置比例系数-角度曲线；
步骤S3：根据所述齿轮箱的转速-时间序列，计算出各所述目标啮合位置的角度-时间序列；
步骤S4：通过所述位置比例系数-角度曲线、所述角度-时间序列以及所述齿轮箱的扭矩-时间序列，计算出位置载荷比例系数-时间序列；
步骤S5：计算各工况下的位置载荷比例系数-时间序列，通过疲劳软件计算出所述齿轮箱的疲劳结果。
本发明所提供的行星传动齿轮箱疲劳分析方法，考虑由行星***自身旋转造成的附加动态特性，既能考虑输入载荷大小变化，又能考虑齿轮啮合位置变化对箱体的影响，分析结果精确可靠。
在上述各实施方式的基础上，所述步骤S4包括：
步骤S4-1：通过所述位置比例系数-角度曲线和所述角度-时间序列，计算得到位置比例系数-时间序列；
步骤S4-2：通过齿轮箱的扭矩-时间序列，计算出载荷比例系数-时间序列；
步骤S4-3：通过所述位置比例系数-时间序列和所述载荷比例系数-时间序列，计算得到位置载荷比例系数-时间序列。
在上述各实施方式的基础上，所述步骤S2还包括：确定当前角度位置比例系数为1，前后两个相邻角度位置的比例系数为0。
在上述各实施方式的基础上，所述步骤S1包括：
利用传动***分析软件，对行星传动齿轮箱进行建模，结合有限元软件将行星传动齿轮箱的实体模型提取节点和刚度矩阵导入传动***分析软件中，节点用于连接齿轮箱行星架上的部件。然后，在传动***软件中对模型进行计算，得到齿轮箱行星架组件上的反作用力。
进一步，将步骤S1中齿轮箱行星架的提取刚度模型和计算的反作用力导入有限元分析软件中，对其进行静强度分析；静强度分析的边界条件为极限载荷和重力，由于行星架的对称性，以3分流行星架为例，重力包括0°、30°、60°、90°四个旋转位置，得到4个位置的应力或应变，通过插值法可以得到应力或应变大小与旋转位置的关系，找到应力或应变最大的位置，作为静强度分析结果，基于此结果，对行星架结构进行拓扑优化，使结构既满足刚度要求又满足轻量化设计要求，为了得到准确和收敛的结果，对此进行子模型分析。
更进一步，在进行疲劳强度分析时，首先要对齿轮箱行星架进行有限元分析，提取额定载荷边界条件下的应力或应变，行星架的载荷共分为4个子部，包括通过摩擦接触模拟过盈配合、行星架部件的重力、旋转90°后行星架的重力(与前一步的重力夹角90°来模拟旋转)、额定载荷，分析后共得到4组应力或应变。
在上述各实施方式的基础上，所述步骤S1还包括：
在传动***软件中对行星传动齿轮箱的模型进行计算，计算出各目标啮合位置下齿轮箱的作用力结果。
进一步，位置载荷比例系数-时间序列的处理过程如下：
行星架强度分析中，由于过盈配合产生的应力是不变的，所以对时间序列载荷增加一组载荷系数为1的载荷比例系数-时间序列；重力载荷用正弦波和余弦波组合模拟旋转状态下的有效重力，并作为行星架角度的函数来缩放；时间序列中将转速换算为角速度，采用角速度对时间的数值积分法计算时间序列，求出行星架的角度；此角度的正弦和余弦定义了重力载荷的比例因子；时间序列中的载荷除以额定载荷，得到载荷的比例因子-时间序列，即载荷比例系数-时间序列；共得到4组载荷比例系数-时间序列；将得到的全部载荷比例系数-时间序列应用于所有的时序载荷中，得到位置载荷比例系数-时间序列；根据齿轮箱行星架材料属性得到SN或EN曲线，将疲劳分析得到的4组应力或应变和得到的全部载荷比例系数-时间序列导入疲劳分析软件中，对齿轮箱行星架进行疲劳分析，得到齿轮箱行星架的疲劳寿命和损伤。
在一种具体实施例中，以3分流行星***为例，阐述齿轮箱箱体疲劳分析方法。对于3分流行星***，箱体受力状态变化周期为120°，在周期内取间隔相等的4个位置，分别计算出行星轮与内齿圈啮合位置处于0°(120°、240°)、30°(150°、270°)、60°(180°、300°)、90°(210°、330°)时齿轮箱箱体的单位载荷应力，在两个相邻角度之间的应力通过线性插值获得；通过以上获得的应力结果，结合输入载荷以及材料S-N曲线，在疲劳计算软件中进行多工况组合应力疲劳计算，得到疲劳寿命和疲劳损伤。具体的，所述步骤S1包括：
建立齿轮箱箱体及齿圈的有限元模型，载荷边界条件分为5个载荷步，前4个载荷步分别计算齿轮箱箱体在名义输入扭矩下，120°周期内以啮合位置每转过30°的位置，将行星轮和内齿圈的啮合力施加在齿圈上，计算得到4组应力结果；第5个载荷步计算箱体在重力作用下的应力结果；获得5组有限元应力结果。
进一步，所述步骤S2包括：
建立前4组载荷步与啮合位置相关的位置比例系数-角度曲线，具体的如下：
0°位置下的位置比例系数-角度曲线方程
Figure BDA0002832292330000081
30°位置下的位置比例系数-角度曲线方程
Figure BDA0002832292330000082
60°位置下的位置比例系数-角度曲线方程
Figure BDA0002832292330000083
90°位置下的位置比例系数-角度曲线方程
Figure BDA0002832292330000084
进一步，所述步骤S3包括：
根据所述齿轮箱的转速-时间序列，以初始角度为0°，每一个时间点的角度等于当前时间点与前一个时间点之间的时间间隔，乘上前一个时间点的转速，然后加上前一个时间点的角度；依次类推得到每一个时间点的角度，然后将每一个时间点的角度对120°取余数，使得每一个角度值不超过120°，从而得到角度-时间序列。
具体的，所述步骤S4包括：
步骤S4-1：将所述步骤S3中得到的所述角度-时间序列分别带入所述步骤S2中建立的4组方程中，计算得到4组位置比例系数-时间序列；
步骤S4-2：根据所述齿轮箱的扭矩-时间序列，将每一个时间点的扭矩除以所述步骤S1中计算应力结果时所使用的名义扭矩，得到载荷比例系数-时间序列；
步骤S4-3：将所述步骤S4-1中得到的4组位置比例系数-时间序列分别乘上所述步骤S4-2中得到的载荷比例系数-时间序列，得到与载荷大小和啮合位置相关的4组位置载荷比例系数-时间序列；由于重力的大小和方向始终不变，得到一组比例系数为1的重力-时间序列；获得5组位置载荷比例系数-时间序列。
进一步，所述步骤S5包括：
对所有的时序载荷重复所述步骤S3和所述步骤S4，将得到的位置载荷比例系数-时间序列以及所述步骤S1中计算的5组有限元应力结果输入疲劳计算软件中，结合材料的S-N曲线和每一个时序载荷的循环次数，计算得到所述齿轮箱的疲劳寿命和疲劳损伤。
以上对本发明所提供的行星传动齿轮箱疲劳分析方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种行星传动齿轮箱疲劳分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：根据齿轮箱内行星轮的数量确定啮合位置的旋转范围，在旋转范围内确定几个不同的目标啮合位置，计算出对应所述目标啮合位置的齿轮箱的应力结果；
步骤S2：对各所述目标啮合位置的位置角度创建用于插值的函数，使其能覆盖与当前角度位置相邻的两个角度位置，得到位置比例系数-角度曲线；
步骤S3：根据所述齿轮箱的转速-时间序列，计算出各所述目标啮合位置的角度-时间序列；
步骤S4：通过所述位置比例系数-角度曲线、所述角度-时间序列以及所述齿轮箱的扭矩-时间序列，计算出位置载荷比例系数-时间序列；
步骤S5：计算各工况下的位置载荷比例系数-时间序列，通过疲劳软件计算出所述齿轮箱的疲劳结果。
2.根据权利要求1所述的行星传动齿轮箱疲劳分析方法，其特征在于，所述步骤S4包括：
步骤S4-1：通过所述位置比例系数-角度曲线和所述角度-时间序列，计算得到位置比例系数-时间序列；
步骤S4-2：通过齿轮箱的扭矩-时间序列，计算出载荷比例系数-时间序列；
步骤S4-3：通过所述位置比例系数-时间序列和所述载荷比例系数-时间序列，计算得到位置载荷比例系数-时间序列。
3.根据权利要求1所述的行星传动齿轮箱疲劳分析方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：确定当前角度位置比例系数为1，前后两个相邻角度位置的比例系数为0。
4.根据权利要求1所述的行星传动齿轮箱疲劳分析方法，其特征在于，所述步骤S1包括：
利用传动***分析软件对行星传动齿轮箱进行建模，结合有限元软件将行星传动齿轮箱的实体模型提取节点和刚度矩阵导入传动***分析软件中，节点用于连接齿轮箱行星架上的部件。
5.根据权利要求4所述的行星传动齿轮箱疲劳分析方法，其特征在于，所述步骤S1还包括：
在传动***软件中对行星传动齿轮箱的模型进行计算，计算出各目标啮合位置下齿轮箱的作用力结果。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的行星传动齿轮箱疲劳分析方法，其特征在于，所述步骤S1包括：
建立齿轮箱箱体及齿圈的有限元模型，载荷边界条件分为5个载荷步，前4个载荷步分别计算齿轮箱箱体在名义输入扭矩下，120°周期内以啮合位置每转过30°的位置，将行星轮和内齿圈的啮合力施加在齿圈上，计算得到4组应力结果；第5个载荷步计算箱体在重力作用下的应力结果；获得5组有限元应力结果。
7.根据权利要求6所述的行星传动齿轮箱疲劳分析方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
建立前4组载荷步与啮合位置相关的位置比例系数-角度曲线，具体的如下：
0°位置下的位置比例系数-角度曲线方程
Figure FDA0002832292320000021
30°位置下的位置比例系数-角度曲线方程
Figure FDA0002832292320000022
60°位置下的位置比例系数-角度曲线方程
Figure FDA0002832292320000031
90°位置下的位置比例系数-角度曲线方程
Figure FDA0002832292320000032
8.根据权利要求6所述的行星传动齿轮箱疲劳分析方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
根据所述齿轮箱的转速-时间序列，以初始角度为0°，每一个时间点的角度等于当前时间点与前一个时间点之间的时间间隔，乘上前一个时间点的转速，然后加上前一个时间点的角度；依次类推得到每一个时间点的角度，然后将每一个时间点的角度对120°取余数，使得每一个角度值不超过120°，从而得到角度-时间序列。
9.根据权利要求6所述的行星传动齿轮箱疲劳分析方法，其特征在于，所述步骤S4包括：
步骤S4-1：将所述步骤S3中得到的所述角度-时间序列分别带入所述步骤S2中建立的4组方程中，计算得到4组位置比例系数-时间序列；
步骤S4-2：根据所述齿轮箱的扭矩-时间序列，将每一个时间点的扭矩除以所述步骤S1中计算应力结果时所使用的名义扭矩，得到载荷比例系数-时间序列；
步骤S4-3：将所述步骤S4-1中得到的4组位置比例系数-时间序列分别乘上所述步骤S4-2中得到的载荷比例系数-时间序列，得到与载荷大小和啮合位置相关的4组位置载荷比例系数-时间序列；由于重力的大小和方向始终不变，得到一组比例系数为1的重力-时间序列；获得5组位置载荷比例系数-时间序列。
10.根据权利要求6所述的行星传动齿轮箱疲劳分析方法，其特征在于，所述步骤S5包括：
对所有的时序载荷重复所述步骤S3和所述步骤S4，将得到的位置载荷比例系数-时间序列以及所述步骤S1中计算的5组有限元应力结果输入疲劳计算软件中，结合材料的S-N曲线和每一个时序载荷的循环次数，计算得到所述齿轮箱的疲劳寿命和疲劳损伤。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113177342A (zh) * 2021-05-25 2021-07-27 中国第一汽车股份有限公司 一种轴用挡圈的极限转速的确定方法
CN114330073A (zh) * 2021-12-31 2022-04-12 重庆大学 一种行星轮系功率分流特征计算方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011095519A2 (en) * 2010-02-05 2011-08-11 Vestas Wind Systems A/S Method of operating a wind power plant
CN106126843A (zh) * 2016-06-28 2016-11-16 广东明阳风电产业集团有限公司 一种基于Matlab的Bladed风机载荷处理***
WO2017085694A2 (en) * 2015-11-18 2017-05-26 Romax Technology Limited Driveline modeller
CN108446483A (zh) * 2018-03-16 2018-08-24 太原理工大学 计及风电机组传动***疲劳的风电场可靠性评估方法
CN110631848A (zh) * 2019-10-30 2019-12-31 长春工业大学 车轮及轮轴弯曲疲劳试验装置
CN111046512A (zh) * 2020-01-02 2020-04-21 重庆齿轮箱有限责任公司 一种行星齿轮箱螺栓分析方法
CN111189632A (zh) * 2020-01-10 2020-05-22 重庆交通大学 齿轮疲劳寿命综合试验台
CN111515954A (zh) * 2020-05-06 2020-08-11 大连理工大学 一种机械臂高质量运动路径生成方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011095519A2 (en) * 2010-02-05 2011-08-11 Vestas Wind Systems A/S Method of operating a wind power plant
WO2017085694A2 (en) * 2015-11-18 2017-05-26 Romax Technology Limited Driveline modeller
CN106126843A (zh) * 2016-06-28 2016-11-16 广东明阳风电产业集团有限公司 一种基于Matlab的Bladed风机载荷处理***
CN108446483A (zh) * 2018-03-16 2018-08-24 太原理工大学 计及风电机组传动***疲劳的风电场可靠性评估方法
CN110631848A (zh) * 2019-10-30 2019-12-31 长春工业大学 车轮及轮轴弯曲疲劳试验装置
CN111046512A (zh) * 2020-01-02 2020-04-21 重庆齿轮箱有限责任公司 一种行星齿轮箱螺栓分析方法
CN111189632A (zh) * 2020-01-10 2020-05-22 重庆交通大学 齿轮疲劳寿命综合试验台
CN111515954A (zh) * 2020-05-06 2020-08-11 大连理工大学 一种机械臂高质量运动路径生成方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘嘉慧等: "多工况下风电齿轮箱联接螺栓疲劳寿命分析", 《机械研究与应用》 *
马洪义; 谢里阳; 谭秀峰: "风力发电机齿轮箱齿根弯曲疲劳寿命仿真技术与方法研究", 《太阳能学报》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113177342A (zh) * 2021-05-25 2021-07-27 中国第一汽车股份有限公司 一种轴用挡圈的极限转速的确定方法
CN113177342B (zh) * 2021-05-25 2022-04-01 中国第一汽车股份有限公司 一种轴用挡圈的极限转速的确定方法
CN114330073A (zh) * 2021-12-31 2022-04-12 重庆大学 一种行星轮系功率分流特征计算方法

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