封閉差動行星輪系分多條路徑傳遞功率,傳遞功率大、結(jié)構(gòu)緊湊,廣泛應(yīng)用于艦船等大功率場合。但封閉差動行星輪系功率流路徑較多,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,若結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理,會使系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)功率循環(huán)(封閉功率),嚴(yán)重降低系統(tǒng)效率。封閉差動行星輪系構(gòu)件較多,載荷的均勻分配對于提高系統(tǒng)的傳動質(zhì)量及使用壽命具有重要意義。本文以大功率船用封閉差動行星輪系為研究對象,研究了系統(tǒng)的功率流、傳動效率、動力學(xué)均載特性及浮動特性;采用虛擬樣機技術(shù)ADAMS對系統(tǒng)進行運動學(xué)和動力學(xué)仿真。推導(dǎo)了封閉差動行星輪系的傳動比,分析了功率分配系數(shù)對功率流的影響,得出了系統(tǒng)無功率循環(huán)的必要條件;采用基于彈流潤滑理論的摩擦系數(shù)模型,分析了不同輸入功率、輸入轉(zhuǎn)速、齒寬、螺旋角、模數(shù)、壓力角、粗糙度以及潤滑油粘度對效率的影響;分析得出了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)及潤滑油選取原則。建立了考慮齒面摩擦的彎-扭-軸耦合動力學(xué)模型,采用集中質(zhì)量法推導(dǎo)了系統(tǒng)動力學(xué)微分方程,采用ODE45數(shù)值積分法求解了動力學(xué)微分方程,得到了系統(tǒng)的位移及動態(tài)嚙合力。計算了封閉級和差動級的均載系數(shù),分析了不同的輸入轉(zhuǎn)速、輸入功率以及摩擦系數(shù)對差動級和封閉級均載特性的影響。得到了封閉級和差動級中心輪浮動軌跡,分析了系統(tǒng)在不同輸入轉(zhuǎn)速及輸入功率下的浮動特性,驗證了對均載特性的分析。在UG中建立了封閉差動行星輪系三維實體模型,進行了行星輪系的虛擬裝配,在ADAMS中建立了虛擬樣機的仿真模型,給出了接觸力的計算模型及接觸剛度計算方法;仿真得出系統(tǒng)的動態(tài)傳動比,并與理論計算值進行了對比,驗證了虛擬樣機模型的正確性。對系統(tǒng)的傳動效率及均載特性進行了仿真并與理論計算結(jié)果進行了對比,驗證了理論模型的正確性。
【學(xué)位單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TH132.425
【部分圖文】：

圖 1.1 封閉差動行星輪系傳動簡圖輪系由封閉級和差動級構(gòu)成，差動級(太陽輪 Zs1、行星輪 差動行星輪系，行星架 H1轉(zhuǎn)動，封閉級（太陽輪 Zs2、行星度的星型輪系，行星架固定，Zg1、Zg2、Zf1、Zf2分別為差圈。輸入扭矩 TD經(jīng)差動級太陽輪 Zs1輸入，一路經(jīng)差動級級內(nèi)齒圈 Zr1分流到封閉級太陽輪 Zs2，再由封閉級內(nèi)齒圈星架匯流后輸出給負(fù)載 TL。動行星輪系三維結(jié)構(gòu)圖如圖 1.2 所示。

圖 1.2 封閉差動行星輪系三維結(jié)構(gòu)圖1.4 本文研究內(nèi)容本文以船用大功率兩級封閉差動行星齒輪傳動系統(tǒng)為研究對象，研究系統(tǒng)的功率流，功率流和效率的關(guān)系以及不同工況、結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)以及潤滑油條件對系統(tǒng)效率的影響。建立考慮齒輪摩擦的彎—扭—軸耦合人字齒封閉差動行星輪系動力學(xué)模型，研究系統(tǒng)在不同工況下的均載特性及浮動特性。采用 ADAMS 虛擬樣機技術(shù)對封閉差動行星齒輪傳動系統(tǒng)均載特性及效率進行仿真，并與理論計算值進行對比。具體研究內(nèi)容包括以下幾個方面。（1）封閉差動行星輪系功率流分析及效率計算通過計算得出了單元傳動比和功率分配系數(shù)之間的關(guān)系，得出系統(tǒng)無功率循環(huán)條件，并繪出了封閉差動行星輪系的功率流圖譜。以基于彈流潤滑理論的摩擦系數(shù)計算模型為基礎(chǔ)，分析不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)、工況及潤滑條件對封閉差動行星輪系效率的影響，并總結(jié)出結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)及潤滑油的選擇原則。（2）人字齒封閉差動行星輪系彎—扭—軸耦合動力學(xué)模型研究對傳動系統(tǒng)各構(gòu)件進行受力分析及嚙合相位計算，采用集中質(zhì)量法建立考慮齒面摩擦的彎

模數(shù)對摩擦系數(shù)的影響
【參考文獻】

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本文編號：2880023