本文關(guān)鍵詞：多級斜齒行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究

  更多相關(guān)文章： 多級斜齒行星齒輪傳動(dòng) 動(dòng)力學(xué)模型 均載特性實(shí)驗(yàn) 均載性能分析

【摘要】：多級行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)采用多個(gè)行星輪共同承擔(dān)載荷,形成功率分流；具有傳動(dòng)比大、結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、承載能力大、傳動(dòng)平穩(wěn)等諸多優(yōu)點(diǎn),在眾多的機(jī)械工業(yè)產(chǎn)品中應(yīng)用廣泛。但由于制造安裝過程中不可避免的誤差激勵(lì)和輪齒時(shí)變嚙合剛度激勵(lì)以及嚙合沖擊等因素的影響,行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)很難實(shí)現(xiàn)載荷在行星輪間均勻分配,載荷不均勻分配引起振動(dòng)與噪聲,嚴(yán)重影響傳動(dòng)裝置的穩(wěn)定性與可靠性。因此,針對多級斜齒行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng),有必要進(jìn)行深入的動(dòng)力學(xué)研究,剖析系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)均載特性與誤差及剛度之間的關(guān)系,為改善系統(tǒng)均載特性提出相應(yīng)的措施。本論文圍繞這一目的,開展了相關(guān)研究,主要內(nèi)容如下：首先,采用集中質(zhì)量法建立多級斜齒行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型�？紤]每一個(gè)構(gòu)件三個(gè)正交方向位移和繞軸向扭轉(zhuǎn)位移,綜合考慮時(shí)變嚙合剛度激勵(lì),制造安裝誤差位移激勵(lì)。建立彈性變形協(xié)調(diào)條件描述誤差、振動(dòng)位移和彈性變形三者之間的關(guān)系,并根據(jù)牛頓第二定律,建立系統(tǒng)振動(dòng)微分方程組。其次,提出行星齒輪均載系數(shù)定義和計(jì)算公式,采用動(dòng)力學(xué)均載系數(shù)評價(jià)系統(tǒng)均載特性。以2MW風(fēng)力發(fā)電齒輪箱為例,計(jì)算得到動(dòng)力學(xué)模型中的參數(shù),如轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、嚙合阻尼、行星架扭轉(zhuǎn)剛度和嚙合剛度等參數(shù)。對所創(chuàng)建的二階系統(tǒng)微分方程降階,運(yùn)用Rung-kutta數(shù)值法求解得到系統(tǒng)各構(gòu)件振動(dòng)位移、速度和加速度,結(jié)合彈性變形協(xié)調(diào)方程,確定各個(gè)嚙合副彈性變形,進(jìn)一步得到系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)均載系數(shù)。再次,開展了2MW風(fēng)力發(fā)電齒輪箱均載特性實(shí)驗(yàn)。分別在內(nèi)齒圈相鄰2π/n相位齒根處粘貼應(yīng)變片,采樣頻率為2000Hz,記錄得到不同齒根處的應(yīng)變分布形態(tài)。以行星架轉(zhuǎn)動(dòng)1/n圈為周期,求取一次齒根應(yīng)變最大值,并將其保存到應(yīng)變矩陣中,根據(jù)實(shí)驗(yàn)方法中均載系數(shù)的計(jì)算公式處理應(yīng)變矩陣；計(jì)算得到不同工況下內(nèi)嚙合均載系數(shù),與動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算得到的數(shù)據(jù)對比,驗(yàn)證了集中質(zhì)量法動(dòng)力學(xué)模型的正確性。最后,以3MW風(fēng)力發(fā)電齒輪箱為研究對象,分別得到系統(tǒng)各級行星輪系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)均載系數(shù)曲線。從均載特性優(yōu)化角度考慮,研究了系統(tǒng)誤差對均載特性的影響,均載系數(shù)對各構(gòu)件偏心誤差敏感度排序?yàn)椋盒行禽�、太陽輪、行星架和�?nèi)齒圈。分別對比分析了中心構(gòu)件(太陽輪、行星架)的單獨(dú)浮動(dòng)和聯(lián)合浮動(dòng)對均載性能的影響,發(fā)現(xiàn)聯(lián)合浮動(dòng)優(yōu)于單獨(dú)浮動(dòng),太陽輪浮動(dòng)好于行星架浮動(dòng)。
【關(guān)鍵詞】：多級斜齒行星齒輪傳動(dòng) 動(dòng)力學(xué)模型 均載特性實(shí)驗(yàn) 均載性能分析
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH132.41
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-15
• 1.1 課題背景及意義10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 行星傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 行星傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)均載特性研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.3 齒輪傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本文研究方法13
• 1.4 本文研究內(nèi)容13-15
• 2 多級斜齒行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型15-35
• 2.1 基本假設(shè)15
• 2.2 坐標(biāo)系定義15-16
• 2.3 動(dòng)坐標(biāo)系下的慣性加速度16-17
• 2.4 彈性變形協(xié)調(diào)方程17-20
• 2.4.1 行星輪系外嚙合副18
• 2.4.2 行星輪系內(nèi)嚙合副18-19
• 2.4.3 固定嚙合副19-20
• 2.5 振動(dòng)激勵(lì)分析20-25
• 2.5.1 時(shí)變嚙合剛度激勵(lì)20-21
• 2.5.2 等效嚙合誤差激勵(lì)21-25
• 2.6 三級行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)微分方程25-34
• 2.6.1 輸入級振動(dòng)微分方程25-31
• 2.6.2 中間級振動(dòng)微分方程31-33
• 2.6.3 輸出級振動(dòng)微分方程33-34
• 2.7 動(dòng)力學(xué)方程的簡化34
• 2.8 本章總結(jié)34-35
• 3 多級行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)均載特性研究35-47
• 3.1 動(dòng)力學(xué)均載系數(shù)計(jì)算35-37
• 3.1.1 輪齒嚙合力求解35-36
• 3.1.2 均載系數(shù)定義36-37
• 3.2 模型中主要參數(shù)確定37-38
• 3.2.1 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量37
• 3.2.2 行星架扭轉(zhuǎn)剛度37
• 3.2.3 齒輪副間阻尼37-38
• 3.2.4 連接軸扭轉(zhuǎn)剛度和阻尼38
• 3.3 模型求解方法38-41
• 3.3.1 高階微分方程降階處理38-39
• 3.3.2 Runge-Kutta數(shù)值積分法39-41
• 3.4 算例41-46
• 3.4.1 系統(tǒng)參數(shù)41-42
• 3.4.2 動(dòng)力學(xué)模型中參數(shù)42-43
• 3.4.3 2MW風(fēng)力發(fā)電齒輪箱均載特性43-46
• 3.5 本章總結(jié)46-47
• 4 風(fēng)力發(fā)電齒輪箱均載特性實(shí)驗(yàn)47-67
• 4.1 實(shí)驗(yàn)對象47-48
• 4.2 試驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)48-49
• 4.3 應(yīng)變片粘貼49-52
• 4.4 齒根應(yīng)變數(shù)據(jù)分布形態(tài)52-55
• 4.4.1 第一級內(nèi)齒圈齒根應(yīng)變分布52-53
• 4.4.2 第二級內(nèi)齒圈齒根應(yīng)變分布53-54
• 4.4.3 輪齒受載位置與應(yīng)變類型54-55
• 4.5 應(yīng)變數(shù)據(jù)處理及均載系數(shù)計(jì)算55-59
• 4.5.1 應(yīng)變數(shù)據(jù)處理55-57
• 4.5.2 均載系數(shù)計(jì)算57-59
• 4.6 各工況動(dòng)態(tài)均載系數(shù)計(jì)算59-65
• 4.6.1 100%額定載荷工況59-61
• 4.6.2 80%額定載荷工況61-62
• 4.6.3 60%額定載荷工況62-63
• 4.6.4 40%額定載荷工況63-64
• 4.6.5 20%額定載荷工況64-65
• 4.7 動(dòng)力學(xué)模型與均載特性實(shí)驗(yàn)對比65-66
• 4.8 本章總結(jié)66-67
• 5 3MW風(fēng)力發(fā)電齒輪箱動(dòng)力學(xué)分析及均載特性優(yōu)化67-79
• 5.1 3MW風(fēng)力發(fā)電齒輪箱均載性能67-72
• 5.1.1 行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)基本參數(shù)67-68
• 5.1.2 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性68-72
• 5.2 系統(tǒng)誤差對均載性能影響72-75
• 5.2.1 第一級各構(gòu)件誤差對均載系數(shù)影響72-74
• 5.2.2 第二級各構(gòu)件誤差對均載系數(shù)影響74-75
• 5.3 構(gòu)件浮動(dòng)對均載系數(shù)影響75-76
• 5.4 柔性銷均載性能分析76-77
• 5.4.1 柔性銷結(jié)構(gòu)76-77
• 5.4.2 柔性銷均載特性77
• 5.5 本章總結(jié)77-79
• 結(jié)論79-80
• 參考文獻(xiàn)80-84
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況84-85
• 致謝85-86

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：859391