本文關(guān)鍵詞：節(jié)點外嚙合行星齒輪傳動系統(tǒng)設(shè)計方法及動力學(xué)分析

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【摘要】：行星齒輪傳動系統(tǒng)由于采用了多個行星輪進(jìn)行功率分流的結(jié)構(gòu)，并且合理利用了內(nèi)嚙合的形式，因此與普通定軸輪系相比，行星齒輪傳動系統(tǒng)具有質(zhì)量輕、體積小、傳動比大、承載能力強和傳動效率高等諸多優(yōu)點，，廣泛應(yīng)用于航空航天、船舶和工程機械等領(lǐng)域；節(jié)點外嚙合傳動的實際嚙合線段位于節(jié)點的一側(cè)，避免了嚙合過程中由于齒面摩擦力換向引起的振動，可以改善齒輪副的振動特性。本文對節(jié)點外嚙合行星齒輪傳動系統(tǒng)的設(shè)計及動力學(xué)性能進(jìn)行分析。 分析了節(jié)點外嚙合傳動嚙合特性中實現(xiàn)節(jié)點外嚙合傳動的判定條件和衡量節(jié)點遠(yuǎn)離實際嚙合線程度的節(jié)點外系數(shù)。根據(jù)分析得出，相比內(nèi)嚙合齒輪副，外嚙合齒輪副較難實現(xiàn)節(jié)點外嚙合傳動；通過合理采用齒輪副分度圓壓力角不等的設(shè)計，可以較為容易的實現(xiàn)節(jié)點外嚙合傳動。在此基礎(chǔ)上研究了齒輪齒數(shù)、分度圓壓力角和齒頂高系數(shù)對節(jié)點外嚙合傳動變位系數(shù)可行域的影響。在行星齒輪傳動系統(tǒng)中，適當(dāng)減小行星輪齒數(shù)有利于實現(xiàn)外嚙合節(jié)點前嚙合傳動和內(nèi)嚙合節(jié)點后嚙合傳動；對于主要受外嚙合齒輪副接觸強度限制的NGW型行星傳動系統(tǒng)，內(nèi)嚙合齒輪副采用節(jié)點后嚙合傳動比節(jié)點前嚙合傳動更加合理。 對標(biāo)準(zhǔn)中齒輪強度計算公式進(jìn)行了修正，以使其適用于節(jié)點外嚙合齒輪的強度計算。指出節(jié)點外嚙合齒輪副的接觸強度以單對齒嚙合區(qū)上接觸應(yīng)力最大的點作為接觸應(yīng)力計算點，并研究了這一計算點的規(guī)律；膠合承載能力中平均摩擦系數(shù)采用簡化積分的形式求得，并推導(dǎo)了節(jié)點位于實際嚙合線以外時的重合度系數(shù)計算公式。根據(jù)修正的強度計算公式開發(fā)了節(jié)點外嚙合行星齒輪傳動系統(tǒng)強度軟件模塊，對節(jié)點外嚙合齒輪的強度安全系數(shù)進(jìn)行了分析，建立其與節(jié)點外系數(shù)之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)過大的節(jié)點外系數(shù)不利于保證齒輪的強度，特別是彎曲強度和膠合承載能力。 應(yīng)用MATLAB優(yōu)化工具箱，結(jié)合行星齒輪傳動系統(tǒng)和節(jié)點外嚙合傳動的特性，對節(jié)點外嚙合行星齒輪傳動系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，開發(fā)了節(jié)點外嚙合行星齒輪傳動系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計軟件模塊，優(yōu)化得到了節(jié)點后嚙合行星齒輪傳動系統(tǒng)的參數(shù)。 建立了節(jié)點外嚙合行星齒輪傳動系統(tǒng)的動力學(xué)模型，模型中考慮了齒面摩擦力，得到了系統(tǒng)的動力學(xué)方程，消除了系統(tǒng)的剛體位移并對方程進(jìn)行了無量綱化，研究了系統(tǒng)的固有特性，應(yīng)用4-5階Runge-Kutta數(shù)值積分法對方程進(jìn)行求解，計算了節(jié)點外嚙合行星齒輪傳動系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)和均載系數(shù)。開發(fā)了系統(tǒng)的動力學(xué)分析模塊，通過分析驗證了節(jié)點外嚙合齒輪傳動可以改善系統(tǒng)的均載特性。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH132.425

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1238596