单级人字齿行星传动系统动力学特性试验研究
本文选题:人字齿行星传动 切入点:动力学 出处:《哈尔滨工业大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:人字齿行星传动系统结合了人字齿轮传动和行星齿轮传动系统的特点,相比于常规齿轮传动系统,其具有单级传动比大、传动平稳、效率高以及承载能力强等一系列优点。与此同时,行星传动系统的结构较复杂,其制造及安装过程中不可避免的会引入一定的误差,从而使系统产生振动加剧、运转噪声过大及寿命降低等不利现象。因此有必要对其开展振动相关实验及仿真研究,为系统的设计过程提供一定的指导。基于人字齿行星传动系统的平移-扭转耦合动力学模型,设计系统固有特性的测试方法,确定传感器的布置方式,推导振动数据处理公式。根据现有研究中对行星传动系统均载特性的分析方法,设计基于齿圈侧面齿根应力的行星传动系统均载特性测试方法,分析应变片的布置形式以及桥路搭接方法。根据某型直升机主减速器的工作特性,设计其中人字齿行星传动系统的齿轮基本参数;以相似理论为基础,设计易于加工及开展试验研究的齿轮系统相似模型。综合考虑传感器的安装形式以及数据传输方法,设计用于测试人字齿行星传动系统固有特性以及均载特性的试验齿轮箱及试验台架结构,完成驱动电机、负载设备以及各种传感器的选型。在ADAMS中建立人字齿行星传动系统的平移-扭转耦合等效分析模型,运用该模型分析系统的固有频率及构件振动的传递函数,分析不同刚度参数对系统固有频率的影响趋势。在Solidworks中建立行星传动系统三维模型,将模型导入到ADAMS中添加质量属性及约束,建立考虑轴承弹性支撑的系统虚拟样机模型。对模型进行运动学分析,验证模型的准确性,提取各啮合副的啮合力并分析系统的均载特性。完成单级人字齿行星传动系统的动态特性测试平台的搭建工作,提出振动测试中加速度计的安装及引线方法,对系统中关键构件进行振动实验分析。根据均载特性测试中应变片布置方法,对行星传动系统进行均载特性实验,求解系统均载系数并分析其均载特性。
[Abstract]:The herringbone planetary transmission system combines the characteristics of the herringbone gear drive and the planetary gear transmission system. Compared with the conventional gear transmission system, the herringbone planetary transmission system has a large single-stage transmission ratio and stable transmission. At the same time, the structure of the planetary transmission system is more complicated, and some errors will inevitably be introduced in the process of manufacture and installation, which will make the system produce more vibration. Therefore, it is necessary to carry out vibration related experiments and simulation studies. Based on the translation-torsional coupling dynamic model of the herringbone planetary transmission system, the test method of the inherent characteristics of the system is designed, and the sensor layout is determined. The formula of vibration data processing is derived. According to the analysis method of the load sharing characteristics of planetary transmission system in the existing research, the test method for the load sharing characteristic of planetary transmission system based on the root stress of the tooth side of the gear ring is designed. According to the working characteristics of the main reducer of a certain helicopter, the basic parameters of the gear of the herringbone planetary transmission system are designed, which is based on the similarity theory. Design the similar model of gear system which is easy to process and carry out experimental research. Consider the installation form of sensor and the method of data transmission synthetically. The structure of the test gearbox and test stand is designed to test the inherent characteristics and the uniform load characteristics of the herringbone planetary transmission system to complete the drive motor. The equivalent analysis model of translation-torsional coupling of herringbone planetary transmission system is established in ADAMS. The natural frequency of the system and the transfer function of component vibration are analyzed by using the model. The influence trend of different stiffness parameters on the natural frequency of the system is analyzed. The three-dimensional model of planetary transmission system is established in Solidworks, and the model is imported into ADAMS to add quality attributes and constraints. A virtual prototype model with bearing elastic support was established. The kinematics analysis of the model was carried out to verify the accuracy of the model. The meshing force of each meshing pair is extracted and the load sharing characteristic of the system is analyzed. The construction of the dynamic characteristic test platform of single-stage herringbone planetary transmission system is completed, and the installation and lead method of accelerometer in vibration testing are put forward. According to the strain gauge arrangement method in the test of the average load characteristic, the load sharing characteristic experiment of the planetary transmission system is carried out, the average load coefficient of the system is solved and the load sharing characteristic of the system is analyzed.
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TH132.41
【参考文献】
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,本文编号:1627859
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