【摘要】：高重合度齒輪傳動由于重合度較大,提高了齒輪的承載能力,降低了傳動的振動和噪聲,因此廣泛應(yīng)用于航空和汽車傳動中。而行星齒輪傳動是最常用的傳動形式,因此對高重合度行星齒輪傳動系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計及動力學(xué)的研究尤為重要。 首先研究了高重合度齒輪傳動的實現(xiàn)方法,主要是通過減小壓力角、增大齒頂高系數(shù)、增加齒數(shù)和改變變位系數(shù)等方法獲得齒輪高重合度。分析了各設(shè)計參數(shù)的取值范圍,得出了滿足高重合度要求下各設(shè)計參數(shù)的分布圖,為高重合度齒輪傳動的參數(shù)設(shè)計提供參考。應(yīng)用優(yōu)化設(shè)計方法,建立體積最小,重合度最大的多目標(biāo)模型,完成了高重合度齒輪副和行星齒輪傳動系統(tǒng)的設(shè)計。 為了更好的研究高重合度行星齒輪傳動的動態(tài)特性,本文同時對比研究了普通行星齒輪傳動系統(tǒng)。應(yīng)用集中質(zhì)量法建立了考慮時變嚙合剛度和綜合嚙合誤差的動力學(xué)模型,推導(dǎo)了系統(tǒng)的動力學(xué)微分方程,利用數(shù)值積分方法進(jìn)行了求解。計算了系統(tǒng)的固有頻率,得出了高重合度行星齒輪系統(tǒng)的固有頻率相對較大。對比兩種傳動系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)、動載和均載特性可得,高重合度行星齒輪傳動系統(tǒng)各自由度的振動幅值較小,且其動載荷、動載系數(shù)和均載系數(shù)均小于普通行星齒輪傳動系統(tǒng),表明高重合度行星齒輪傳動載荷分配更均勻,,傳動更加平穩(wěn),噪聲較小,傳動性能更好。 研究了高重合度行星齒輪傳動的重合度等系統(tǒng)參數(shù)對系統(tǒng)固有頻率、動載系數(shù)與均載系數(shù)的影響。 以MATLAB軟件為開發(fā)平臺,開發(fā)了包括高重合度齒輪副及行星齒輪傳動系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計軟件和行星齒輪傳動系統(tǒng)動力學(xué)分析軟件。 對系統(tǒng)的均載特性進(jìn)行了試驗驗證,試驗結(jié)果與理論分析結(jié)果相吻合,證明本文對系統(tǒng)動力學(xué)理論分析所建立的模型及求解方法是合理的,試驗測試方法是可行的。
[Abstract]:The high coincidence gear transmission is widely used in aeronautical and automotive transmission because of its high coincidence degree, which improves the bearing capacity of the gear and reduces the vibration and noise of the transmission. The planetary gear transmission is the most commonly used transmission form, so it is very important to study the parameter design and dynamics of the planetary gear transmission system with high coincidence degree. Firstly, the realization method of gear transmission with high coincidence degree is studied, which is obtained by reducing the pressure angle, increasing the coefficient of tooth top height, increasing the number of teeth and changing the modification coefficient, etc. The value range of each design parameter is analyzed and the distribution diagram of each design parameter under the requirement of high coincidence degree is obtained which provides a reference for the parameter design of gear transmission with high coincidence degree. By using the optimization design method, a multi-objective model with minimum volume and maximum coincidence is established, and the design of the gear pair and planetary gear transmission system with high coincidence degree is completed. In order to study the dynamic characteristics of high coincidence planetary gear transmission, the common planetary gear transmission system is studied in this paper. A dynamic model with time-varying meshing stiffness and comprehensive meshing error is established by means of lumped mass method. The dynamic differential equation of the system is derived and solved by numerical integral method. The natural frequency of the system is calculated and the relative natural frequency of the high coincidence planetary gear system is obtained. Compared with the dynamic response of the two transmission systems, the dynamic load and average load characteristics can be obtained. The vibration amplitude of each degree of freedom of the planetary gear transmission system with high coincidence degree is smaller, and its dynamic load, dynamic load coefficient and load average coefficient are smaller than those of the common planetary gear transmission system. The results show that the load distribution of high coincidence planetary gear transmission is more uniform, the transmission is more stable, the noise is less, and the transmission performance is better. The influence of the system parameters such as the coincidence degree of high coincidence planetary gear transmission on the natural frequency, dynamic load coefficient and load average coefficient of the system is studied. Based on MATLAB software, the optimization design software of high coincidence gear pair and planetary gear transmission system and the dynamic analysis software of planetary gear transmission system are developed. The experimental results are in agreement with the theoretical analysis results. It is proved that the model and solution method established in this paper are reasonable and the test method is feasible.
【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】：2011
【分類號】：TH132.41

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本文編號：2278971