行星傳動(dòng)具有傳動(dòng)比大、結(jié)構(gòu)緊湊、承載能力強(qiáng)和功重比高等諸多優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于航空、艦船、汽車以及其它領(lǐng)域。在某些重要應(yīng)用中,振動(dòng)和噪聲是需要在設(shè)計(jì)中著重考慮的因素。本文所做工作為國家自然科學(xué)基金《高速行星傳動(dòng)的彈性動(dòng)力學(xué)分析與動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法研究》的一部分,論文研究了行星傳動(dòng)的模態(tài)特性以及嚙頻激勵(lì)激起的受迫振動(dòng)響應(yīng)特征,主要內(nèi)容如下: 1.研究了行星傳動(dòng)的模態(tài)特性�；诩兣まD(zhuǎn)模型并采用歸納方法揭示了行星傳動(dòng)的典型振動(dòng)模式和振動(dòng)模式不清晰現(xiàn)象,指出特征值密集時(shí)將不再有清晰的振動(dòng)模式劃分規(guī)律;通過求解子特征值問題以解析形式給出了固有頻率計(jì)算結(jié)果;研究了模態(tài)躍遷現(xiàn)象并提出了相關(guān)的判別準(zhǔn)則,并以模態(tài)能量為衡量指標(biāo)分析了模態(tài)躍遷對系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性的影響。 2.研究了行星傳動(dòng)的相位調(diào)諧理論。明確指出行星傳動(dòng)模態(tài)特性上的三種振動(dòng)模式與相位調(diào)諧理論所指三種振動(dòng)形式之間具有嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系;分析了行星輪的齒數(shù)對系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的影響;建立了基于純扭轉(zhuǎn)模型的相位調(diào)諧理論并給出了仿真驗(yàn)證;研究了基本參數(shù)對中心構(gòu)件浮動(dòng)減振效果的影響,指出若相位調(diào)諧現(xiàn)象抑制了中心構(gòu)件的橫向振動(dòng),則中心構(gòu)件浮動(dòng)將失去減振作用。 3.從隨機(jī)分析角度研究了行星傳動(dòng)的模態(tài)特性。給出了模態(tài)數(shù)字特征計(jì)算方法,分析了模態(tài)躍遷導(dǎo)致的模態(tài)數(shù)字特征突變現(xiàn)象;探討了由嚙頻激勵(lì)引起的共振失效問題,首次以解析形式給出了三種共振模式失效概率的計(jì)算方法,并提出了基于相位調(diào)諧理論和共振失效概率計(jì)算的可靠性設(shè)計(jì)原則。 4.對長期以來在行星傳動(dòng)基本參數(shù)選擇上占統(tǒng)治地位的“齒數(shù)互質(zhì)說”提出質(zhì)疑,首次提出行星傳動(dòng)使用的兩種典型工況,提出基于相位調(diào)諧理論的基本參數(shù)選擇方法,并重新設(shè)計(jì)了行星齒輪減速器的參數(shù)系列。 5.以單級(jí)2K-H直齒行星傳動(dòng)為實(shí)驗(yàn)對象驗(yàn)證了低階諧振現(xiàn)象以及相位調(diào)諧理論的正確性,并驗(yàn)證了本文所提基于相位調(diào)諧理論的降噪措施的有效性,其中,低階諧振現(xiàn)象較明顯;相位調(diào)諧理論的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析結(jié)果基本相符,但存在不一致的地方,本文對之進(jìn)行了分析;而降噪措施的實(shí)驗(yàn)效果較好,這從一定程度上印證了相位調(diào)諧理論的正確性。
【學(xué)位單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2005
【中圖分類】：TH132.4
【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
主要代號(hào)說明
主要下角標(biāo)
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 行星齒輪傳動(dòng)發(fā)展概況
    1.3 行星齒輪傳動(dòng)彈性動(dòng)力學(xué)研究內(nèi)容
        1.3.1 行星齒輪傳動(dòng)理論研究
            1.3.1.1 計(jì)算模型
            1.3.1.2 模型求解方法
            1.3.1.3 模態(tài)特性研究
            1.3.1.4 受迫振動(dòng)研究
        1.3.2 行星齒輪傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究
    1.4 本文研究內(nèi)容
第二章 直齒行星齒輪傳動(dòng)動(dòng)態(tài)特性及相位調(diào)諧理論研究
    2.1 引言
    2.2 2K-H 直齒行星齒輪傳動(dòng)模型
    2.3 行星齒輪傳動(dòng)參數(shù)對動(dòng)態(tài)特性的影響
        2.3.1 行星齒輪傳動(dòng)的三種振動(dòng)模式
        2.3.2 行星齒輪傳動(dòng)振動(dòng)模式不清晰現(xiàn)象
        2.3.3 相位調(diào)諧理論及其相關(guān)問題研究
            2.3.3.1 相位調(diào)諧理論的發(fā)展歷程
            2.3.3.2 相位調(diào)諧理論的推導(dǎo)過程
            2.3.3.3 相位調(diào)諧理論的仿真研究
            2.3.3.4 相位調(diào)諧理論的一點(diǎn)補(bǔ)充
            2.3.3.5 基本參數(shù)對中心構(gòu)件浮動(dòng)減振效果的影響
    2.4 本章小節(jié)
第三章 行星齒輪傳動(dòng)模態(tài)統(tǒng)計(jì)特性分析及可靠性計(jì)算
    3.1 引言
    3.2 行星齒輪傳動(dòng)模態(tài)敏感度及模態(tài)數(shù)字特征計(jì)算
        3.2.1 模態(tài)敏感度計(jì)算
        3.2.2 固有頻率數(shù)字特征計(jì)算
    3.3 仿真算例
    3.4 行星齒輪傳動(dòng)共振失效概率計(jì)算
        3.4.1 共振失效函數(shù)
        3.4.2 共振失效概率計(jì)算
        3.4.3 仿真算例
    3.5 本章小節(jié)
第四章 基于純扭轉(zhuǎn)模型的行星齒輪傳動(dòng)動(dòng)力學(xué)特性研究
    4.1 引言
    4.2 2K-H 直齒行星齒輪傳動(dòng)純扭轉(zhuǎn)模型
    4.3 行星齒輪傳動(dòng)的模態(tài)特性分析
        4.3.1 行星輪振動(dòng)模式
        4.3.2 扭轉(zhuǎn)振動(dòng)模式
        4.3.3 振動(dòng)模式不清晰現(xiàn)象
    4.4 行星齒輪傳動(dòng)模態(tài)躍遷現(xiàn)象研究
        4.4.1 固有頻率軌跡變化規(guī)律
        4.4.2 仿真算例
    4.5 固有頻率敏感度分析及其實(shí)質(zhì)
        4.5.1 敏感度分析
        4.5.2 敏感度分析實(shí)質(zhì)
    4.6 基于純扭轉(zhuǎn)模型的相位調(diào)諧理論
        4.6.1 相位調(diào)諧理論的推導(dǎo)過程
        4.6.2 仿真算例
    4.7 本章小節(jié)
第五章 相位調(diào)諧理論實(shí)驗(yàn)研究
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)方案
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)樣機(jī)設(shè)計(jì)
        5.2.2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)介紹
    5.3 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備
    5.4 實(shí)驗(yàn)
        5.4.1 兩個(gè)傳動(dòng)方案的嚙合相位驗(yàn)證
        5.4.2 敲擊法測試固有頻率
        5.4.3 共振現(xiàn)象研究
        5.4.4 相位調(diào)諧理論驗(yàn)證
            5.4.4.1 低速運(yùn)轉(zhuǎn)
            5.4.4.2 中速運(yùn)轉(zhuǎn)
            5.4.4.3 高速運(yùn)轉(zhuǎn)
        5.4.5 基于相位調(diào)諧理論的降噪方法驗(yàn)證
            5.4.5.1 低速運(yùn)轉(zhuǎn)
            5.4.5.2 中速運(yùn)轉(zhuǎn)
            5.4.5.3 高速運(yùn)轉(zhuǎn)
    5.5 本章小節(jié)
第六章 行星齒輪傳動(dòng)基本參數(shù)的選擇
    6.1 引言
    6.2 行星齒輪傳動(dòng)基本參數(shù)選擇理論
        6.2.1 依據(jù)“齒數(shù)互質(zhì)說”的參數(shù)選擇理論
            6.2.1.1 “齒數(shù)互質(zhì)說”及其來源
            6.2.1.2 淺談所謂“齒數(shù)互質(zhì)則嚙頻低、振動(dòng)小”
            6.2.1.3 設(shè)計(jì)手冊中的基本參數(shù)選擇方法
        6.2.2 基于相位調(diào)諧理論的基本參數(shù)選擇方法
            6.2.2.1 基于平移-扭轉(zhuǎn)耦合模型的相位調(diào)諧理論
            6.2.2.2 基于相位調(diào)諧理論的參數(shù)選擇原則及實(shí)施方法研究
    6.3 本章小節(jié)
第七章 全文總結(jié)與展望
    7.1 全文結(jié)論
    7.2 研究展望
附錄
參考文獻(xiàn)
作者在攻讀博士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目和完成的學(xué)術(shù)論文
致謝

【引證文獻(xiàn)】

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