3K型行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性研究
發(fā)布時(shí)間:2021-06-28 14:59
行星齒輪傳動(dòng)作為機(jī)械傳動(dòng)裝置中最常用的傳動(dòng)方式之一,已長(zhǎng)期應(yīng)用于各行各業(yè)。行星齒輪傳動(dòng)以其結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、效率高、承載大等一系列優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、風(fēng)力發(fā)電、儀器儀表、起重機(jī)械等領(lǐng)域。本文基于馬鞍山市科技局項(xiàng)目“新型機(jī)器人關(guān)節(jié)減速器”,對(duì)3K型行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)特性研究。本文針對(duì)有限元法計(jì)算齒輪嚙合剛度建模復(fù)雜、效率低等問(wèn)題,通過(guò)推導(dǎo)漸開線齒輪精確齒面方程,利用APDL與UIDL語(yǔ)言對(duì)ANSYS進(jìn)行二次開發(fā),便于高效計(jì)算齒輪嚙合剛度。針對(duì)3K型行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)多嚙合角、多變位的復(fù)雜性,采用集中質(zhì)量法建立了通用的3K型行星齒輪傳動(dòng)動(dòng)力學(xué)模型并對(duì)模型進(jìn)行了數(shù)值仿真,所建模型可適用于任意幾何參數(shù)下系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性分析。同時(shí),本文針對(duì)行星輪系中雙聯(lián)行星輪的特殊結(jié)構(gòu),提出了雙聯(lián)行星輪角度偏差的建模方法,研究了雙聯(lián)行星輪角度偏差對(duì)系統(tǒng)均載特性的影響,總結(jié)了含雙聯(lián)行星輪角度偏差下系統(tǒng)各參數(shù)對(duì)系統(tǒng)均載特性及其分岔與混沌的影響規(guī)律。本文研究了雙聯(lián)行星輪角度偏差的表示方法,以典型3K-I型行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)為算例分析了誤差及轉(zhuǎn)速對(duì)系統(tǒng)均載特性及周期穩(wěn)定性的影響,得到了系統(tǒng)的幅頻特性曲線及分...
【文章來(lái)源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:75 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
漸開線齒輪懸臂梁模型及受力分析
圖 2.4 展成法加工原理Fig 2.4 Principle of generating method過(guò)程中,如圖 2.4 所示,其中刀具直線部分形成漸開線成齒輪的過(guò)渡曲線。分別求出齒刀與齒輪毛坯的嚙合點(diǎn) K 的坐標(biāo),然后將其坐標(biāo)分別轉(zhuǎn)化到靜坐標(biāo) ′′ ′′輪齒的整個(gè)齒廓方程。齒廓方程的建立向左或向右運(yùn)動(dòng)距離為 ,設(shè)齒條與齒的嚙合點(diǎn)為 M因?yàn)檫^(guò) M 點(diǎn)公法線交 x 軸為 p 點(diǎn),p 點(diǎn)為齒條與齒輪 壓力角。坐標(biāo)系 ′ ′ ′的坐標(biāo)由坐標(biāo)變換轉(zhuǎn)化到坐標(biāo)系 中, ( ) ě ( )ě
圖 2.6 部分軟件界面圖Fig 2.6 Part of the software interface map2)齒輪精確有限元分析齒輪嚙合有限元分析,屬于接觸非線性分析,其分析結(jié)果很大程度上依賴于其網(wǎng)格質(zhì)量、接觸參數(shù)。由于齒輪接觸彈性變形的作用,實(shí)際接觸區(qū)域近似為長(zhǎng)方形,其接觸面區(qū)域大小可由赫茲公式確定,其接觸半寬為 a。 √ (2-14)其中,F(xiàn) 為齒輪副的法向力, 為齒寬, 為齒輪 i 的泊松比, 為齒輪 i 的彈性模量, 為齒輪 i 接觸處的曲率半徑(i=1,2)。由于齒輪接觸區(qū)的寬度很窄,多數(shù)文獻(xiàn)中的網(wǎng)格尺寸太大,計(jì)算結(jié)果不能夠準(zhǔn)確反映真實(shí)應(yīng)力與變形,而過(guò)密的網(wǎng)格又大大增加了計(jì)算時(shí)間。為了準(zhǔn)確反映輪齒變形,通過(guò)不斷改變接觸區(qū)網(wǎng)格大小比較可得,當(dāng)接觸區(qū)單元尺寸為 以下時(shí),
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]考慮結(jié)構(gòu)柔性的行星輪系耦合振動(dòng)特性研究[J]. 魏靜,張愛強(qiáng),秦大同,舒銳志. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2017(01)
[2]齒向修形直齒輪系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性分析[J]. 王奇斌,張義民. 振動(dòng)工程學(xué)報(bào). 2016(01)
[3]Planetary Gear Profile Modification Design Based on Load Sharing Modelling[J]. IGLESIAS Miguel,FERNáNDEZ DEL RINCóN Alfonso,DE-JUAN Ana Magdalena,GARCIA Pablo,DIEZ Alberto,VIADERO Fernando. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2015(04)
[4]考慮齒側(cè)間隙的非等模數(shù)非等壓力角行星齒輪系統(tǒng)的均載特性研究[J]. 葉福民,朱如鵬,靳廣虎,鮑和云,李發(fā)家. 振動(dòng)與沖擊. 2015(11)
[5]高重合度與低重合度齒輪系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分岔特性對(duì)比分析[J]. 李發(fā)家,朱如鵬,鮑和云,葉福民,靳廣虎. 中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(02)
[6]行星齒輪系統(tǒng)載荷分配行為機(jī)理及影響因素分析[J]. 廖映華,秦大同,劉長(zhǎng)釗. 航空動(dòng)力學(xué)報(bào). 2015(01)
[7]基于改進(jìn)能量法的直齒輪時(shí)變嚙合剛度計(jì)算[J]. 馬輝,逄旭,宋溶澤,楊健. 東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(06)
[8]修形對(duì)齒輪系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性的影響規(guī)律[J]. 陳思雨,唐進(jìn)元,王志偉,胡澤華. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2014(13)
[9]基于LMS Virtual.Lab Motion的行星齒輪動(dòng)力學(xué)建模及仿真[J]. 姬廣平,黎榮,丁雄威,許小龍. 機(jī)械傳動(dòng). 2013(10)
[10]時(shí)變嚙合剛度算法修正與齒根裂紋動(dòng)力學(xué)建模[J]. 萬(wàn)志國(guó),訾艷陽(yáng),曹宏瑞,何正嘉,王帥. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2013(11)
博士論文
[1]少齒差行星減速器動(dòng)態(tài)特性分析及非線性振動(dòng)研究[D]. 黃超.重慶大學(xué) 2013
碩士論文
[1]大速比行星齒輪傳動(dòng)關(guān)鍵問(wèn)題研究[D]. 梁健斌.重慶大學(xué) 2015
[2]行星齒輪減速器多體動(dòng)力學(xué)分析及軟件開發(fā)[D]. 姬廣平.西南交通大學(xué) 2013
[3]齒輪時(shí)變嚙合剛度改進(jìn)算法及剛度激勵(lì)研究[D]. 李亞鵬.大連理工大學(xué) 2009
[4]齒輪剛度計(jì)算及其有限元分析[D]. 王龍寶.江蘇大學(xué) 2007
[5]自動(dòng)變速器換擋過(guò)程及3K行星傳動(dòng)系統(tǒng)鍵合圖分析[D]. 王建輝.重慶大學(xué) 2007
本文編號(hào):3254538
【文章來(lái)源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:75 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
漸開線齒輪懸臂梁模型及受力分析
圖 2.4 展成法加工原理Fig 2.4 Principle of generating method過(guò)程中,如圖 2.4 所示,其中刀具直線部分形成漸開線成齒輪的過(guò)渡曲線。分別求出齒刀與齒輪毛坯的嚙合點(diǎn) K 的坐標(biāo),然后將其坐標(biāo)分別轉(zhuǎn)化到靜坐標(biāo) ′′ ′′輪齒的整個(gè)齒廓方程。齒廓方程的建立向左或向右運(yùn)動(dòng)距離為 ,設(shè)齒條與齒的嚙合點(diǎn)為 M因?yàn)檫^(guò) M 點(diǎn)公法線交 x 軸為 p 點(diǎn),p 點(diǎn)為齒條與齒輪 壓力角。坐標(biāo)系 ′ ′ ′的坐標(biāo)由坐標(biāo)變換轉(zhuǎn)化到坐標(biāo)系 中, ( ) ě ( )ě
圖 2.6 部分軟件界面圖Fig 2.6 Part of the software interface map2)齒輪精確有限元分析齒輪嚙合有限元分析,屬于接觸非線性分析,其分析結(jié)果很大程度上依賴于其網(wǎng)格質(zhì)量、接觸參數(shù)。由于齒輪接觸彈性變形的作用,實(shí)際接觸區(qū)域近似為長(zhǎng)方形,其接觸面區(qū)域大小可由赫茲公式確定,其接觸半寬為 a。 √ (2-14)其中,F(xiàn) 為齒輪副的法向力, 為齒寬, 為齒輪 i 的泊松比, 為齒輪 i 的彈性模量, 為齒輪 i 接觸處的曲率半徑(i=1,2)。由于齒輪接觸區(qū)的寬度很窄,多數(shù)文獻(xiàn)中的網(wǎng)格尺寸太大,計(jì)算結(jié)果不能夠準(zhǔn)確反映真實(shí)應(yīng)力與變形,而過(guò)密的網(wǎng)格又大大增加了計(jì)算時(shí)間。為了準(zhǔn)確反映輪齒變形,通過(guò)不斷改變接觸區(qū)網(wǎng)格大小比較可得,當(dāng)接觸區(qū)單元尺寸為 以下時(shí),
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]考慮結(jié)構(gòu)柔性的行星輪系耦合振動(dòng)特性研究[J]. 魏靜,張愛強(qiáng),秦大同,舒銳志. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2017(01)
[2]齒向修形直齒輪系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性分析[J]. 王奇斌,張義民. 振動(dòng)工程學(xué)報(bào). 2016(01)
[3]Planetary Gear Profile Modification Design Based on Load Sharing Modelling[J]. IGLESIAS Miguel,FERNáNDEZ DEL RINCóN Alfonso,DE-JUAN Ana Magdalena,GARCIA Pablo,DIEZ Alberto,VIADERO Fernando. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2015(04)
[4]考慮齒側(cè)間隙的非等模數(shù)非等壓力角行星齒輪系統(tǒng)的均載特性研究[J]. 葉福民,朱如鵬,靳廣虎,鮑和云,李發(fā)家. 振動(dòng)與沖擊. 2015(11)
[5]高重合度與低重合度齒輪系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分岔特性對(duì)比分析[J]. 李發(fā)家,朱如鵬,鮑和云,葉福民,靳廣虎. 中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(02)
[6]行星齒輪系統(tǒng)載荷分配行為機(jī)理及影響因素分析[J]. 廖映華,秦大同,劉長(zhǎng)釗. 航空動(dòng)力學(xué)報(bào). 2015(01)
[7]基于改進(jìn)能量法的直齒輪時(shí)變嚙合剛度計(jì)算[J]. 馬輝,逄旭,宋溶澤,楊健. 東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(06)
[8]修形對(duì)齒輪系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性的影響規(guī)律[J]. 陳思雨,唐進(jìn)元,王志偉,胡澤華. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2014(13)
[9]基于LMS Virtual.Lab Motion的行星齒輪動(dòng)力學(xué)建模及仿真[J]. 姬廣平,黎榮,丁雄威,許小龍. 機(jī)械傳動(dòng). 2013(10)
[10]時(shí)變嚙合剛度算法修正與齒根裂紋動(dòng)力學(xué)建模[J]. 萬(wàn)志國(guó),訾艷陽(yáng),曹宏瑞,何正嘉,王帥. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2013(11)
博士論文
[1]少齒差行星減速器動(dòng)態(tài)特性分析及非線性振動(dòng)研究[D]. 黃超.重慶大學(xué) 2013
碩士論文
[1]大速比行星齒輪傳動(dòng)關(guān)鍵問(wèn)題研究[D]. 梁健斌.重慶大學(xué) 2015
[2]行星齒輪減速器多體動(dòng)力學(xué)分析及軟件開發(fā)[D]. 姬廣平.西南交通大學(xué) 2013
[3]齒輪時(shí)變嚙合剛度改進(jìn)算法及剛度激勵(lì)研究[D]. 李亞鵬.大連理工大學(xué) 2009
[4]齒輪剛度計(jì)算及其有限元分析[D]. 王龍寶.江蘇大學(xué) 2007
[5]自動(dòng)變速器換擋過(guò)程及3K行星傳動(dòng)系統(tǒng)鍵合圖分析[D]. 王建輝.重慶大學(xué) 2007
本文編號(hào):3254538
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