本文關鍵詞：大速比行星齒輪傳動關鍵問題研究

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【摘要】：在風電齒輪增速箱和采煤機截割部齒輪傳動系統(tǒng)等機械裝備常要求其齒輪傳動系統(tǒng)實現很大的傳動比。NGWN(Ⅰ)、NGWN(Ⅱ)和正號機構NN可實現較大的傳動比,其傳動比范圍分別是:20~100、50~500、8~30。在實現大傳動的同時,它們還具有傳動鏈短、齒輪、軸承等零部件少的優(yōu)點。但這三種大速比行星齒輪存在效率偏低、傳遞大功率時發(fā)熱量大、均載性能對制造誤差敏感的問題,影響了其廣泛應用。本課題是國家重點基礎研究計劃(973計劃)(2014CB046304)研究內容的組成部分,針對大速比行星齒輪存在的上述問題,本文展開了以下研究工作:①針對大速比行星齒輪效率低的問題,本文采用單元分析法分析了大速比行星齒輪效率偏低的原因,并采用基于低耗齒輪的參數優(yōu)化設計方法來提高大速比行星齒輪的效率。該方法通過同時優(yōu)化輪齒的變位系數與齒頂高系數使得輪齒嚙入重合度與嚙出重合度相等,從而使得嚙合效率大大提高。與優(yōu)化前相比,三種大速比行星齒輪的效率均有較大提升,以NGWN(Ⅱ)的效率提升最明顯,證明了本文給出的基于低耗齒輪的大速比行星齒輪效率優(yōu)化方法的有效性。②針對大速比行星齒輪的均載性能對誤差敏感的問題,本文建立了大速比行星齒輪的均載模型來分析均載性能對制造誤差的敏感性,模型中考慮了行星輪軸承孔位置誤差和行星輪齒厚誤差。結果表明:NGWN(Ⅰ)和NGWN(Ⅱ)的均載性能對行星輪軸承孔位置誤差的敏感性最高,正號機構NN的均載性能對行星輪軸承孔位置誤差較不敏感;NGWN(Ⅰ)的均載性能對行星輪齒厚誤差最敏感,正號機構NN次之,NGWN(Ⅱ)的均載性能對行星輪齒厚誤差最不敏感。但這種均載性能對制造誤差的敏感性可通過采用行星輪柔性銷軸及齒圈浮動的措施得以大大改善。當采用行星輪柔性銷軸及齒圈浮動后,正號行星機構NN的均載性能最好,NGWN(Ⅱ)次之,NGWN(Ⅰ)最差。③針對大速比行星齒輪在傳遞大功率時發(fā)熱大的問題,本文建立了齒輪傳動熱彈流潤滑模型,分析了這三種大速比行星齒輪在傳遞300k W功率時的熱彈流潤滑狀態(tài),結果表明:NGWN(Ⅱ)嚙合過程中的潤滑油溫升最高、NGWN(Ⅰ)次之,正號機構NN的潤滑油溫升最低;NGWN(Ⅱ)的潤滑油膜厚度最薄,NGWN(Ⅰ)次之,正號機構NN的潤滑油膜厚度最厚。當這三種大速比行星齒輪采用雙壓力角非對稱齒輪,且工作側采用大壓力角時,可使得三種大速比行星齒輪嚙合過程中的最高溫升明顯降低,最小油膜厚度明顯增大。
【關鍵詞】：大速比行星齒輪 效率 均載 發(fā)熱 熱彈流潤滑
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH132.425
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-18
• 1.1 研究背景及意義8-12
• 1.2 國內外研究現狀12-16
• 1.2.1 大速比行星齒輪研究現狀12-14
• 1.2.2 行星齒輪傳動均載特性研究現狀14
• 1.2.3 齒輪傳動彈流潤滑研究現狀14-16
• 1.3 本文的研究內容及技術路線16-18
• 2 大速比行星齒輪傳動的特點和基本參數設計18-30
• 2.1 大速比行星齒輪傳動的特點18-20
• 2.2 大速比行星齒輪的效率和基本參數設計20-28
• 2.2.1 大速比行星齒輪的效率20-23
• 2.2.2 大速比行星齒輪的傳動比23-25
• 2.2.3 大速比行星齒輪的配齒25-27
• 2.2.4 大速比行星齒輪基本參數間的關系27-28
• 2.3 大速比行星齒輪實現大速比的原理28-29
• 2.4 本章小結29-30
• 3 大速比行星齒輪效率特性分析30-58
• 3.1 大速比行星齒輪效率偏低的原因30-32
• 3.2 提高齒輪嚙合效率的參數優(yōu)化方法32-37
• 3.2.1 低耗齒輪實現高嚙合效率的原理32-34
• 3.2.2 大速比行星齒輪可采用低耗齒輪嚙合的對數34-37
• 3.3 大速比行星齒輪效率優(yōu)化設計37-45
• 3.3.1 NGWN(Ⅰ)效率優(yōu)化設計37-41
• 3.3.2 NGWN(Ⅱ)效率優(yōu)化設計41-44
• 3.3.3 正號機構NN效率優(yōu)化設計44-45
• 3.4 大速比行星齒輪效率優(yōu)化結果45-56
• 3.4.1 NGWN(Ⅰ)效率優(yōu)化結果45-49
• 3.4.2 NGWN(Ⅱ)效率優(yōu)化結果49-54
• 3.4.3 正號機構NN效率優(yōu)化結果54-56
• 3.5 本章小結56-58
• 4 大速比行星齒輪靜態(tài)均載特性分析58-76
• 4.1 行星齒輪傳動系統(tǒng)等效模型58-60
• 4.2 考慮行星輪軸承孔位置誤差的靜力學均載模型60-65
• 4.2.1 無均載措施時的均載模型60-61
• 4.2.2 采用均載措施時的均載模型61-65
• 4.3 考慮行星輪齒厚誤差的靜力學均載模型65-69
• 4.3.1 無均載措施時的均載模型66-68
• 4.3.2 采用均載措施時的均載模型68-69
• 4.4 大速比行星齒輪靜態(tài)均載特性分析69-75
• 4.4.1 主要參數計算69-71
• 4.4.2 靜態(tài)均載特性結果分析71-75
• 4.5 本章小結75-76
• 5 大速比行星齒輪熱彈流潤滑特性分析76-92
• 5.1 齒輪傳動熱彈流潤滑模型76-81
• 5.1.1 齒輪傳動熱彈流潤滑方程76-79
• 5.1.2 熱彈流潤滑數值計算方法79-81
• 5.2 雙壓力角非對稱齒輪介紹81-82
• 5.3 基本參數值的確定82-84
• 5.4 大速比行星齒輪熱彈流結果分析84-91
• 5.4.1 NGWN(Ⅰ)熱彈流潤滑結果84-86
• 5.4.2 NGWN(Ⅱ)熱彈流潤滑結果86-88
• 5.4.3 正號機構NN熱彈流潤滑結果88-89
• 5.4.4 三種大速比行星齒輪熱彈流潤滑結果對比89-91
• 5.5 本章小結91-92
• 6 結論與展望92-94
• 6.1 結論92
• 6.2 展望92-94
• 致謝94-96
• 參考文獻96-100
• 附錄100
• A作者在攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文目錄100
• B作者在攻讀碩士學位期間參與的科研項目100

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本文編號：552628