行星齒輪傳動(dòng)由于具有很多優(yōu)點(diǎn)而在飛機(jī)、艦船、汽車和各種工程機(jī)械中得到了廣泛的應(yīng)用,但其動(dòng)力學(xué)特性一直是學(xué)術(shù)界和工業(yè)界研究和關(guān)注的焦點(diǎn)。在許多應(yīng)用場(chǎng)合,由于行星齒輪的嚙入、嚙出沖擊以及傳動(dòng)系統(tǒng)和箱體對(duì)外界激勵(lì)的響應(yīng)引起的振動(dòng)和噪聲已經(jīng)成為影響系統(tǒng)可靠性、壽命和操作環(huán)境的關(guān)鍵因素。因此,借助現(xiàn)代化的分析軟件,在設(shè)計(jì)階段對(duì)行星齒輪傳動(dòng)進(jìn)行深入的動(dòng)力學(xué)研究,剖析其固有特性和對(duì)激勵(lì)的響應(yīng),對(duì)提高行星齒輪傳動(dòng)的性能具有重要意義。 本文在Pro/E中建立了2K-H型行星齒輪傳動(dòng)幾何模型,在對(duì)齒輪精確嚙合的基礎(chǔ)上對(duì)整個(gè)行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了動(dòng)裝配,完成運(yùn)動(dòng)仿真和干涉檢查。 在對(duì)齒輪網(wǎng)格劃分方法詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上,適應(yīng)齒輪齒面的典型曲面邊界,本文采用了20節(jié)點(diǎn)的二次六面體單元以獲得較好的計(jì)算精度,并根據(jù)輪齒各部位受力情況的不同,對(duì)整個(gè)齒輪分塊處理,對(duì)齒根、齒頂?shù)汝P(guān)鍵研究部位進(jìn)行了精細(xì)掃掠網(wǎng)格劃分,其它部位則采用相對(duì)較粗略的掃掠網(wǎng)格劃分,以盡可能降低模型的規(guī)模。靜力分析結(jié)果顯示所建模型較目前研究中普遍采用的自由網(wǎng)格劃分模型有很大的優(yōu)越性。 建立了行星齒輪傳動(dòng)的純扭轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)模型,完成同時(shí)承受內(nèi)、外嚙合的行星齒輪的自由模態(tài)和約束的模態(tài)分析,給出了其前20階主振型,得出容易產(chǎn)生共振的頻率點(diǎn),并結(jié)合動(dòng)畫演示對(duì)行星齒輪的振動(dòng)形式作了詳細(xì)分析。 在模態(tài)分析的基本上,對(duì)行星齒輪施加簡(jiǎn)諧載荷,得到行星齒輪的變形和應(yīng)力在容易產(chǎn)生共振的頻率范圍內(nèi)的變化情況;同時(shí)對(duì)模態(tài)分析中得到的各種振型對(duì)整個(gè)齒輪振動(dòng)的參與情況作了定性分析。
【學(xué)位單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2009
【中圖分類】：TH132.425
【部分圖文】：

計(jì)算了系統(tǒng)的固有頻率和振型。之后，Parker 等開展了更為深入的理論研究，建立了行星齒輪系統(tǒng)的一般化動(dòng)力學(xué)模型：2[ ]c b m cMq Gq K K K q T FΩ+Ω + + Ω = + (1-1)式中，M、G、bK 、mK 、 KΩ分別為系統(tǒng)的廣義質(zhì)量矩陣、陀螺矩陣、支承剛度矩陣、嚙合剛度矩陣和向心剛度矩陣；q、q、q分別為廣義位移列向量及其對(duì)時(shí)間的一、二階導(dǎo)列向量；cΩ 為系桿的轉(zhuǎn)速；T、F 分別為外力矩和靜態(tài)傳遞誤差激勵(lì)。自由振動(dòng)分析時(shí)，方程(1-1)簡(jiǎn)化為如下形式：[ ] 0b mMq + K + K q= (1-2)與文獻(xiàn)[24]相比，Parker 不僅求出了系統(tǒng)的各階固有頻率和振型，還經(jīng)過進(jìn)一步推導(dǎo)，揭示了這些振型的物理意義。文獻(xiàn)[23]指出，行星齒輪系統(tǒng)的各階振型可分別歸屬于三種基本振動(dòng)模式：回轉(zhuǎn)振動(dòng)、平移振動(dòng)與行星輪振動(dòng)。如圖 1-1，第一種模式中，各中心構(gòu)件(太陽輪、內(nèi)齒圈、系桿)僅在回轉(zhuǎn)方向上振動(dòng)；第二種模式中各中心構(gòu)件僅在平移方向上振動(dòng)；第三種模式中各中心構(gòu)件均不振動(dòng)，僅行星輪振動(dòng)。該文的研究為分析振動(dòng)機(jī)理和研究減振降噪措施提供了一定的理論支持。

圖 2-1 周轉(zhuǎn)輪系Fig.2-1 The schematic diagram of epicyclic gear train這說明只有一個(gè)主動(dòng)構(gòu)件，輪系就有確定的運(yùn)動(dòng)，即為行星輪系。 行星齒輪傳動(dòng)的齒輪齒數(shù)選擇行星傳動(dòng)各輪齒數(shù)不能隨意選取，必須根據(jù)行星傳動(dòng)的特點(diǎn)，滿足一行正常傳動(dòng)。這些條件包括：傳動(dòng)比條件、鄰接條件、同心條件、裝、嚙合質(zhì)量以及最后的齒形加工等諸多方面。由于動(dòng)裝配中用到裝配一點(diǎn)作簡(jiǎn)單介紹。如圖2-2所示，一般行星傳動(dòng)中，行星輪數(shù)目大于1。要使幾個(gè)行星輪證與中心輪正確嚙合而沒有錯(cuò)位現(xiàn)象，所應(yīng)具備的齒數(shù)關(guān)系即為裝配型行星傳動(dòng)，當(dāng)行星輪個(gè)數(shù) 1pn > 時(shí)，第一個(gè)行星輪裝入并與兩個(gè)中心中心輪的相對(duì)位置就被確定了。若再要均勻地裝入其它行星輪，就必如圖2-2所示，相鄰兩行星輪所夾的中心角為2 /pπ n。設(shè)第一個(gè)行星輪并與兩中心輪嚙合，然后將行星架H順時(shí)針轉(zhuǎn)過2 /pπ n角度，此時(shí)，中bb = πn i。為了在位置Ⅰ裝入行星輪

強(qiáng)度、嚙合質(zhì)量以及最后的齒形加工等諸多方面。由于動(dòng)裝配中用到裝配條件，本文僅就這一點(diǎn)作簡(jiǎn)單介紹。如圖2-2所示，一般行星傳動(dòng)中，行星輪數(shù)目大于1。要使幾個(gè)行星輪能均勻裝入，并保證與中心輪正確嚙合而沒有錯(cuò)位現(xiàn)象，所應(yīng)具備的齒數(shù)關(guān)系即為裝配條件。對(duì)于2K-H型行星傳動(dòng)，當(dāng)行星輪個(gè)數(shù) 1pn > 時(shí)，第一個(gè)行星輪裝入并與兩個(gè)中心輪嚙合以后，兩個(gè)中心輪的相對(duì)位置就被確定了。若再要均勻地裝入其它行星輪，就必須滿足一定條件。如圖2-2所示，相鄰兩行星輪所夾的中心角為2 /pπ n。設(shè)第一個(gè)行星輪1g 在位置Ⅰ裝入并與兩中心輪嚙合
【引證文獻(xiàn)】

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1 肖澤艷;轎車差速器參數(shù)化設(shè)計(jì)與有限元分析[D];武漢理工大學(xué);2011年

2 魯成瑞;基于模糊可靠性的新型行星變速箱多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D];山東大學(xué);2011年

3 安述彪;EBZ135掘進(jìn)機(jī)截割部行減速器的優(yōu)化研究[D];太原理工大學(xué);2012年

4 趙翀;基于有限元法的風(fēng)電增速器動(dòng)力學(xué)特性研究[D];大連理工大學(xué);2012年

5 汲飛;NGW型行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)化設(shè)計(jì)與建模[D];東北大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2843016