考慮內(nèi)齒圈和太陽輪彈性的直齒行星輪系固有頻率研究
本文關(guān)鍵詞:考慮內(nèi)齒圈和太陽輪彈性的直齒行星輪系固有頻率研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:隨著行星齒輪傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)速提高、負載增加,其振動、噪聲問題變得越來越受人關(guān)注。在高速重載的條件下,太陽輪和內(nèi)齒圈彈性變形較大,傳統(tǒng)求解行星輪系振動模態(tài)的動力學(xué)模型存在較大的誤差。為此,本文以直齒NGW行星輪系為研究對象,利用剛體有限元思想,用分段方式考慮了太陽輪和內(nèi)齒圈的彈性變形情況,做了如下研究工作: 首先,介紹了兩種常用的求解行星輪系模態(tài)的方法:集中參數(shù)法和有限元法。分別介紹了它們的概念、求解動力學(xué)問題的步驟及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,分析了各自的優(yōu)缺點,詳細的分析了本文要采用的方法及采用方法的原因。 其次,利用剛體有限元思想,建立了太陽輪和內(nèi)齒圈為多段剛體用彈簧連接起來的彈性體模型,行星輪、行星架為剛體,支承和嚙合用彈簧代替的集中參數(shù)法動力學(xué)模型。通過分析各個構(gòu)件的位移、受力,建立了系統(tǒng)的非線性動力學(xué)方程組。 再次,對非線性方程組進行簡化,將其化成線性方程組。選定參數(shù),用MATLAB編寫程序求解系統(tǒng)固有頻率。分析內(nèi)齒圈段和太陽輪段的數(shù)量對固有頻率的影響,確定其段數(shù)的合理取值范圍。 最后,選定內(nèi)齒圈和太陽輪段數(shù),在內(nèi)齒圈固定、太陽輪和行星架轉(zhuǎn)動,太陽輪固定、內(nèi)齒圈和行星架轉(zhuǎn)動以及差動傳動三種情況下,分析了內(nèi)齒圈和太陽輪虛擬彈簧剛度(即內(nèi)齒圈和太陽輪的彈性)對固有頻率的影響,得到一些有價值的結(jié)論。 本文的研究對高速重載行星齒輪傳動,內(nèi)齒圈和太陽輪變形較大的行星輪系減振起到積極的作用,在理論上具有一定的指導(dǎo)意義和參考價值。
【關(guān)鍵詞】:行星輪系 分段 彈性 固有頻率 集中參數(shù)法
【學(xué)位授予單位】:鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號】:TH132.41
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-9
- 1 緒論9-21
- 1.1 課題背景與意義9-10
- 1.2 集中參數(shù)法10-16
- 1.2.1 行星輪系集中參數(shù)法簡介10-14
- 1.2.2 集中參數(shù)法研究現(xiàn)狀14-16
- 1.3 有限元法16-19
- 1.3.1 行星輪系有限元法模態(tài)分析簡介16-18
- 1.3.2 發(fā)展現(xiàn)狀18-19
- 1.4 分段集中參數(shù)法的確定19-20
- 1.5 本文主要研究內(nèi)容20-21
- 2 考慮內(nèi)齒圈、太陽輪彈性的行星輪系動力學(xué)模型21-38
- 2.1 行星輪系動力學(xué)分析模型21-23
- 2.2 內(nèi)齒圈段參數(shù)計算23-27
- 2.2.1 第 n 段內(nèi)齒圈的質(zhì)心位置及轉(zhuǎn)動慣量23-25
- 2.2.2 第 n 段內(nèi)齒圈的嚙合條件與力矩正負判定25-27
- 2.3 太陽輪段參數(shù)計算27-30
- 2.3.1 第 n 段太陽輪的質(zhì)心和轉(zhuǎn)動慣量27-28
- 2.3.2 第 n 段太陽輪的嚙合判定28-30
- 2.4 內(nèi)齒圈段之間、太陽輪段之間彈簧剛度30-32
- 2.5 各構(gòu)件位移分析32
- 2.6 內(nèi)齒圈段受力分析32-34
- 2.7 太陽輪段受力分析34-36
- 2.8 行星架和行星輪動力學(xué)方程36-37
- 2.9 本章小結(jié)37-38
- 3 固有頻率求解并確定段數(shù)適用范圍38-56
- 3.1 非線性方程組求解方法38
- 3.2 質(zhì)量與剛度矩陣38-43
- 3.3 行星輪系參數(shù)選擇43-44
- 3.4 MATLAB 求解過程44-52
- 3.5 確定內(nèi)齒圈和太陽輪段數(shù)適用范圍52-55
- 3.6 本章小結(jié)55-56
- 4 內(nèi)齒圈和太陽輪彈性對固有頻率的影響56-62
- 4.1 內(nèi)齒圈段間彈簧剛度 k1對固有頻率的影響56-58
- 4.2 太陽輪段間彈簧剛度 k2對固有頻率的影響58-60
- 4.3 與集中參數(shù)法結(jié)果對比驗證60-61
- 4.4 本章小結(jié)61-62
- 5 總結(jié)與展望62-64
- 5.1 全文總結(jié)62
- 5.2 展望62-64
- 參考文獻64-67
- 致謝67-68
- 個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果68
【參考文獻】
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,本文編號:282148
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