行星傳動具有多種顯著的優(yōu)異特點(diǎn),常見優(yōu)點(diǎn)如:傳動比范圍廣、體積小、質(zhì)量輕、承載及抗沖擊能力強(qiáng)。得益于比普通定軸傳動更多的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn),行星齒輪傳動在各種類型的使用場景中取得了普遍應(yīng)用,比如:航天傳動機(jī)械、采礦起重機(jī)械、風(fēng)力發(fā)電、汽車傳動、國防事業(yè)。功率分流式行星傳動機(jī)構(gòu)相比于常用的行星傳動,其傳動比范圍更大,同時(shí)因?yàn)榫邆涔β史至魈匦?相比于同等程度傳動范圍的普通傳動,其整體的結(jié)構(gòu)承載及對抗激勵沖擊能力更加優(yōu)異,因此傳動過程中,分流式傳動機(jī)構(gòu)運(yùn)行更加精確、更加穩(wěn)定�？紤]到分流式行星傳動機(jī)構(gòu)的巨大潛力,有必要針對功率分流式行星傳動此種傳動類型進(jìn)行傳動機(jī)理研究,因此,本文主要考慮從運(yùn)動學(xué)與動力學(xué)兩個方面,針對某類型兩級功率分流式行星傳動機(jī)構(gòu)進(jìn)行相關(guān)傳動研究及實(shí)驗(yàn),主要包括:首先對兩級功率分流式行星傳動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成進(jìn)行了分析,通過分析其機(jī)構(gòu)組成對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡化,將兩級傳動結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為第一級兩自由度差動行星傳動和第二級單自由度準(zhǔn)行星傳動。之后對其設(shè)計(jì)流程進(jìn)行分析,按照給定設(shè)計(jì)要求、配齒計(jì)算、傳動比誤差檢驗(yàn)、模數(shù)計(jì)算、嚙合參數(shù)計(jì)算、變位判斷及相應(yīng)求解、幾何尺寸計(jì)算、裝配條件驗(yàn)算、機(jī)構(gòu)效率計(jì)算、最后進(jìn)行傳動件強(qiáng)度校核,這樣的系統(tǒng)流程進(jìn)行本文研究的分流式行星傳動機(jī)構(gòu)類型的設(shè)計(jì)。并用計(jì)算機(jī)語言將設(shè)計(jì)流程編寫成電腦軟件,簡化設(shè)計(jì)計(jì)算量、提高設(shè)計(jì)速度和計(jì)算精度。運(yùn)動學(xué)方面,對本文研究的兩級功率分流式行星傳動機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析,推導(dǎo)了其系統(tǒng)傳動比、系統(tǒng)各級各構(gòu)件的轉(zhuǎn)速、系統(tǒng)傳動效率計(jì)算模型、兩級功率分流比例系數(shù)計(jì)算公式。同時(shí)分別對傳動機(jī)構(gòu)的兩級行星排特性參數(shù)與系統(tǒng)總傳動比、各傳動件轉(zhuǎn)速、以及傳動過程中兩級傳動的傳遞功率的分流比例進(jìn)行分析。分析計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn),系統(tǒng)整體傳動比絕對值分別與兩級的行星排特性參數(shù)呈正相關(guān)關(guān)系。不考慮輸入轉(zhuǎn)速的影響,第一級傳動各構(gòu)件以及第二級傳動中的太陽輪轉(zhuǎn)速僅與第一級傳動的行星排特性參數(shù)有關(guān),具體表現(xiàn)為呈反比。第二級傳動的輸出件轉(zhuǎn)速,與兩級傳動的行星排特性參數(shù)呈反比。動力學(xué)方面,針對本文研究的行星傳動機(jī)構(gòu),建立了其平移-扭轉(zhuǎn)耦合模型,考慮到時(shí)變嚙合剛度、尺側(cè)間隙等因素對動力學(xué)方程的影響,在建立其動力學(xué)微分方程組時(shí),將上述因素考慮在內(nèi),建立了非線性動力學(xué)方程,之后求解了本機(jī)構(gòu)的固有頻率。同時(shí)針對行星輪數(shù)目的變化是否會對系統(tǒng)固有頻率產(chǎn)生影響,將取第一級行星輪數(shù)目為三個,第二級行星輪數(shù)目取三到六,研究系統(tǒng)的固有頻率變化情況。搭建了本文研究的兩級功率分流式行星傳動機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)臺,分別進(jìn)行動力學(xué)實(shí)驗(yàn)及運(yùn)動學(xué)實(shí)驗(yàn),動力學(xué)實(shí)驗(yàn)選取并進(jìn)行固態(tài)特性實(shí)驗(yàn),使用激勵力錘多次手動敲擊行星齒輪箱箱體,通過布置在齒輪箱箱體上的徑向、軸向、周向的加速度傳感器采集齒輪箱系統(tǒng)在受到力錘敲擊激勵后的響應(yīng),通過某振動采集分析系統(tǒng),對傳遞函數(shù)進(jìn)行解析,獲得了傳動系統(tǒng)的六階固有頻率。將試驗(yàn)采集后分析獲得的頻率值與理論求解獲得的固有頻率值進(jìn)行對比,在可允許的誤差范圍內(nèi),驗(yàn)證了建立的非線性動力學(xué)模型的正確性。運(yùn)動學(xué)實(shí)驗(yàn)采用行星傳動系統(tǒng)的傳動效率實(shí)驗(yàn),在恒定輸入轉(zhuǎn)速變系統(tǒng)負(fù)載和恒定系統(tǒng)負(fù)載變輸入轉(zhuǎn)速的實(shí)驗(yàn)條件下通過實(shí)時(shí)測控平臺及軟件采集系統(tǒng)傳動效率。試驗(yàn)結(jié)果表明,系統(tǒng)傳遞效率與系統(tǒng)的輸入轉(zhuǎn)速之間關(guān)系很小。若采用定輸入轉(zhuǎn)速的同時(shí),提高系統(tǒng)負(fù)載,傳遞效率值隨之提高。
【學(xué)位單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TH132.41
【部分圖文】：

針對行星傳動的動力學(xué)建模方法主要分為以下三限元模型［２Ｍ３］、混合模型。集中參數(shù)模型是將各構(gòu)件，將行星輪系進(jìn)行離散，建立彈簧－振動系統(tǒng)。同時(shí)根據(jù)種類的不同，集中參數(shù)模型可劃分為兩種模型，即純模型。通過有限元劃分網(wǎng)格，對行星傳動進(jìn)行分析，若系尚可，一但分析具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的行星傳動系統(tǒng)，尤格后計(jì)算速度及精度都會存在問題，得出的結(jié)果也存構(gòu)件，根據(jù)各自的特性以及分析計(jì)算需要，分別采用，進(jìn)行有機(jī)組合后得到的動力學(xué)模型就是混合模型，但，一般不采用這種方式。??有時(shí)在進(jìn)行動力學(xué)建模時(shí)會忽略支撐剛度及其徑向振振動位移，此種方法建立的模型為純扭轉(zhuǎn)模型。動力學(xué)模時(shí)不再忽略支承剛度，計(jì)入了徑向振動，模型更加

Ｋａｈｒａｎｉａｎ［３９］針對單級行星傳動建立純扭轉(zhuǎn)模型來進(jìn)行動力學(xué)研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)??支承剛度遠(yuǎn)超嚙合剛度時(shí)，具體為超過１０倍及以上時(shí)，通過純扭轉(zhuǎn)模型和通過平??移－扭轉(zhuǎn)耦合模型分別求解得到的固有頻率值近似，具有一定程度的等價(jià)性，對固??有頻率的求解提供了指導(dǎo)性作用。Ｐａｒｋｅ＾Ｍ則主要通過建立的動力學(xué)純扭轉(zhuǎn)模型，??研宄分析了嚙合相位對太陽輪、內(nèi)齒圈、行星架的振動特性影響。Ｈｉｄａｋａ｜６８］通過??建立的單級純扭轉(zhuǎn)模型，有針對性的研宄了系統(tǒng)的均載系數(shù)。孫智民｜７（）］等在考慮??建立動力學(xué)模型時(shí)，計(jì)入了尺側(cè)間隙和時(shí)變嚙合剛度兩種非線性因素，由此建立??的動力學(xué)模型為非線性扭轉(zhuǎn)模型。??孫濤等以非線性扭轉(zhuǎn)模型為基礎(chǔ)，同時(shí)計(jì)入非線性因素，建立了行星傳??動的平移－扭轉(zhuǎn)耦合模型，推導(dǎo)出了系統(tǒng)的非線性微分方程。Ｌｉｎ｜４６］等針對行星傳動??中行星輪的不同安裝模式對系統(tǒng)的影響，建立了平移－扭轉(zhuǎn)耦合的單級模型，并進(jìn)??行了固有振動特性研宄。宋鐵民［４９］等針對另一種應(yīng)用廣泛的行星傳動類型３Ｋ－Ｉ丨型，??建立了平移－扭轉(zhuǎn)耦合集中參數(shù)模型，并考慮了各級各個構(gòu)件的徑向平移、周向扭??

Ｋａｈｒａｎｉａｎ［３９］針對單級行星傳動建立純扭轉(zhuǎn)模型來進(jìn)行動力學(xué)研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)??支承剛度遠(yuǎn)超嚙合剛度時(shí)，具體為超過１０倍及以上時(shí)，通過純扭轉(zhuǎn)模型和通過平??移－扭轉(zhuǎn)耦合模型分別求解得到的固有頻率值近似，具有一定程度的等價(jià)性，對固??有頻率的求解提供了指導(dǎo)性作用。Ｐａｒｋｅ＾Ｍ則主要通過建立的動力學(xué)純扭轉(zhuǎn)模型，??研宄分析了嚙合相位對太陽輪、內(nèi)齒圈、行星架的振動特性影響。Ｈｉｄａｋａ｜６８］通過??建立的單級純扭轉(zhuǎn)模型，有針對性的研宄了系統(tǒng)的均載系數(shù)。孫智民｜７（）］等在考慮??建立動力學(xué)模型時(shí)，計(jì)入了尺側(cè)間隙和時(shí)變嚙合剛度兩種非線性因素，由此建立??的動力學(xué)模型為非線性扭轉(zhuǎn)模型。??孫濤等以非線性扭轉(zhuǎn)模型為基礎(chǔ)，同時(shí)計(jì)入非線性因素，建立了行星傳??動的平移－扭轉(zhuǎn)耦合模型，推導(dǎo)出了系統(tǒng)的非線性微分方程。Ｌｉｎ｜４６］等針對行星傳動??中行星輪的不同安裝模式對系統(tǒng)的影響，建立了平移－扭轉(zhuǎn)耦合的單級模型，并進(jìn)??行了固有振動特性研宄。宋鐵民［４９］等針對另一種應(yīng)用廣泛的行星傳動類型３Ｋ－Ｉ丨型，??建立了平移－扭轉(zhuǎn)耦合集中參數(shù)模型，并考慮了各級各個構(gòu)件的徑向平移、周向扭??
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2846154