本文關(guān)鍵詞：考慮制造誤差的人字齒行星傳動系統(tǒng)動力學特性及動態(tài)均載研究　出處：《重慶大學》2015年博士論文　論文類型：學位論文

  更多相關(guān)文章： 人字齒行星齒輪傳動 制造誤差 動力學模型 動力學特性 均載特性

【摘要】：行星齒輪傳動(PGT)具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳動比大、承載能力高等優(yōu)點。行星齒輪傳動通常由直齒、斜齒或人字齒等齒形組成。與直齒、斜齒行星齒輪傳動相比,人字齒行星齒輪傳動(HPGT)具有更高重合度、較小的軸向力、更高功率密度等優(yōu)點,已被應用于核電、風電、起重機械等重載傳動領(lǐng)域,在地下開采、掘進裝備、航空航天等領(lǐng)域也有很好的應用前景。然而,由于人字齒行星齒輪傳動較為復雜的結(jié)構(gòu)形式,其動力學建模求解較為困難,目前針對這種傳動的動力學特性研究還很少。本文結(jié)合課題組承擔的國家973計劃等課題的研究任務(wù),以實現(xiàn)人字齒行星齒輪傳動的高承載和低振動為目標,較為深入地研究了人字齒行星齒輪傳動動力學特性、動態(tài)均載特性,深入分析了制造誤差對上述特性的影響規(guī)律,對人字齒行星齒輪傳動的理論研究和工程應用具有重要意義。具體研究內(nèi)容如下:(1)基于人字齒輪結(jié)構(gòu)特點,建立了人字齒行星齒輪傳動系統(tǒng)彎-扭-軸向耦合的集中參數(shù)動力學模型,推導了其運動微分方程及其矩陣形式。模型中綜合考慮了各齒輪齒廓誤差、各構(gòu)件偏心誤差、時變嚙合剛度、軸承支撐剛度、嚙合相位及構(gòu)件陀螺效應,不僅計入了系統(tǒng)各構(gòu)件的橫向振動和扭轉(zhuǎn)振動,還考慮了制造誤差引起的軸向振動。分析推導了人字齒行星齒輪傳動各構(gòu)件的制造誤差、時變嚙合剛度、行星輪嚙合相位等主要激勵的計算公式。為傳動系統(tǒng)動力學特性和均載特性的研究奠定了基礎(chǔ)。(2)由第二章提出的系統(tǒng)耦合動力學模型得到了用于固有特性分析的無阻尼自由振動方程,通過求解其對應的特征值問題分析了系統(tǒng)的固有頻率、模態(tài)振型及其振型特點,歸納了系統(tǒng)振動模式。為了更全面準確地揭示人字齒行星齒輪傳動的固有特性,用模態(tài)能量方法推導了系統(tǒng)的模態(tài)應變能和模態(tài)動能的計算公式,研究了不同振動模式的模態(tài)應變能和模態(tài)動能的分布規(guī)律。在此基礎(chǔ)上研究了嚙合剛度和支承剛度對人字齒行星齒輪傳動系統(tǒng)固有頻率的影響。(3)由第二章建立的系統(tǒng)耦合動力學模型得到了人字齒行星傳動系統(tǒng)動力學模型,基于此模型,采用數(shù)值積分法分別求解分析了運行工況下人字齒行星齒輪傳動系統(tǒng)動力學響應,包括各主要構(gòu)件在各自由度方向上的振動位移、振動速度、振動加速度、動態(tài)嚙合力、動態(tài)軸承力等,研究了系統(tǒng)時變嚙合剛度等內(nèi)部激勵對系統(tǒng)動力學響應的影響規(guī)律。(4)基于考慮制造誤差的人字齒行星傳動系統(tǒng)動力學模型,分別求解分析了不同制造誤差(如各構(gòu)件制造偏心誤差、各齒輪齒廓誤差)影響下的人字齒行星齒輪傳動系統(tǒng)動力學響應,并通過與第四章沒有制造誤差的系統(tǒng)各構(gòu)件動力學響應的對比,從時域和頻域角度討論了不同制造誤差對人字齒行星齒輪傳動系統(tǒng)動力學響應特性的影響規(guī)律。(5)基于動力學響應分析得到的人字齒行星齒輪傳動的動態(tài)嚙合力,計算了傳動系統(tǒng)的動力學均載系數(shù),研究了不同浮動方式下系統(tǒng)各構(gòu)件誤差對動力學均載特性的影響。研究了工況參數(shù)(輸入轉(zhuǎn)速、輸入扭矩)、物理及幾何參數(shù)(中心構(gòu)件支撐剛度、行星輪個數(shù))對系統(tǒng)均載特性的影響。提出了人字齒行星齒輪傳動浮動構(gòu)件浮動量的計算方法,分析了不同浮動方式下構(gòu)件浮動量與制造誤差之間的關(guān)系,研究了工況參數(shù)、物理及幾何參數(shù)對構(gòu)件浮動量的影響規(guī)律。為制造誤差影響下人字齒行星齒輪傳動的浮動均載設(shè)計奠定了基礎(chǔ)。
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH132.41

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 肖鐵英;袁盛治;陸衛(wèi)杰;;行星齒輪機構(gòu)均載系數(shù)的計算方法[J];東北重型機械學院學報;1992年04期

2 袁茹,王三民,沈允文;行星齒輪傳動的功率分流動態(tài)均衡優(yōu)化設(shè)計[J];航空動力學報;2000年04期

3 孫智民,沈允文,李素有;封閉行星齒輪傳動系統(tǒng)的扭振特性研究[J];航空動力學報;2001年02期

4 張鎖懷,沈允文,董海軍,劉夢軍;齒輪時變系統(tǒng)對扭矩激勵的響應[J];航空動力學報;2003年06期

5 方宗德,沈允文,黃鎮(zhèn)東;三路功率分流恒星式減速器的動態(tài)特性[J];航空學報;1990年07期

6 湯魚;常山;宿吉鵬;王志強;;行星傳動系統(tǒng)誤差對載荷均布的影響研究[J];機械傳動;2011年06期

7 李陽;劉光磊;劉更;李應生;蔣立冬;;基于間隙浮動的行星齒輪傳動系統(tǒng)靜力學均載分析[J];機械科學與技術(shù);2009年08期

8 李 華,沈允文,徐國華,孫智民;機械非線性動力學分析的A-算符方法[J];機械工程學報;2002年07期

9 孫濤,胡海巖;基于離散傅里葉變換與諧波平衡法的行星齒輪系統(tǒng)非線性動力學分析[J];機械工程學報;2002年11期

10 張鎖懷,沈允文,董海軍,劉夢軍;用AOM研究強非線性齒輪系統(tǒng)動力學問題[J];機械工程學報;2004年12期

相關(guān)博士學位論文 前5條

1 李華;逆算符法及其在機械非線性動力分析中的應用[D];西安電子科技大學;1999年

2 鮑和云;兩級星型齒輪傳動系統(tǒng)分流特性及動力學研究[D];南京航空航天大學;2006年

3 王建宏;風力發(fā)電機的柔性多體動力學研究[D];重慶大學;2009年

4 趙永強;艦船用大功率兩級串聯(lián)混合行星傳動系統(tǒng)動力學研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2010年

5 朱增寶;封閉差動人字齒輪傳動系統(tǒng)均載及動力學特性分析研究[D];南京航空航天大學;2013年

，

本文編號：1330434