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行星轮双排并联封闭差动齿轮传动系统设计及其均载特性研究

发布时间:2020-10-15 10:49
   封闭差动行星齿轮传动系统主要运用在工程机械、起重机械和舰船动力系统等重型设备主减速器中,存在着振动与冲击较大,行星轮载荷分配不均等问题,从而制约了该传动系统的优良特性和使用寿命。鉴于此,本文提出一种行星轮双排并联封闭差动齿轮传动系统,将传动系统差动轮系行星轮和封闭轮系星轮由传统单排平面均布结构变成双排并联空间均布结构,使增加一倍的行星轮和星轮参与功率分流,降低了冲击与振动、使载荷分配更加均匀、改善均载性能、提升传动系统寿命。对行星轮双排并联封闭差动齿轮传动系统传动原理进行分析,根据该传动系统传动比条件、邻接条件、同心条件、装配条件,确定了行星轮双排并联封闭差动齿轮传动系统各齿轮的基本参数,设计出行星轮双排并联封闭差动齿轮传动系统;对传动系统各齿轮齿面接触强度、齿根弯曲强度和齿面胶合强度进行校核计算,计算了传动系统传动效率。对行星轮双排并联封闭差动齿轮传动系统进行有限元仿真分析,验证传动系统各齿轮满足齿轮强度要求;对行星轮双排并联封闭差动齿轮传动系统进行有限元模态分析,验证传动系统在正常运行时不会发生共振现象。推导了传动系统各构件偏心误差和安装误差转化到齿轮啮合线上的等效弹性位移计算公式;基于弹性力学分析方法,推导了传动系统载荷分配系数公式,分析了偏心误差和安装误差对传动系统载荷分配的影响,获得了偏心误差和安装误差对传动系统均载特性的影响规律。建立了行星轮双排并联封闭差动齿轮传动系统与传统单排封闭差动行星齿轮传动系统虚拟样机模型,借助ADAMS软件对虚拟样机模型进行动力学仿真,分析在啮合传动过程中的齿间接触力变化情况,对二者仿真实验结果进行对比分析研究。
【学位单位】:安徽理工大学
【学位级别】:硕士
【学位年份】:2019
【中图分类】:TH132.41
【文章目录】:
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
        1.1.1 课题研究的背景
        1.1.2 存在的问题及解决方案
        1.1.3 课题研究的意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 行星齿轮传动系统研究现状
        1.2.2 行星齿轮传动系统均载特性研究现状
    1.3 封闭差动行星齿轮传动系统研究现状
    1.4 本文研究的主要内容
2 行星轮双排并联封闭差动齿轮传动系统设计
    2.1 引言
    2.2 传动系统参数选择与原理分析
        2.2.1 传动系统参数选择
        2.2.2 传动系统原理分析
    2.3 传动系统齿轮基本参数设计
        2.3.1 传动系统传动形式分析
        2.3.2 传动系统传动比条件
        2.3.3 传动系统邻接条件
        2.3.4 传动系统同心条件
        2.3.5 传动系统安装条件
        2.3.6 传动系统配齿计算
    2.4 传动系统其它关键传动构件设计
        2.4.1 行星架设计
        2.4.2 传动轴设计
        2.4.3 传动系统装配
    2.5 传动系统受力分析及强度计算
        2.5.1 传动系统齿轮受力分析
        2.5.2 齿面接触强度校核计算
        2.5.3 齿根弯曲强度校核计算
        2.5.4 齿面胶合强度校核计算
    2.6 传动系统传动效率计算
    2.7 本章小结
3 行星轮双排并联封闭差动齿轮传动系统有限元分析
    3.1 引言
    3.2 传动系统强度仿真分析
        3.2.1 差动轮系有限元仿真分析
        3.2.2 封闭轮系有限元仿真分析
        3.2.3 其它关键传动构件有限元仿真分析
    3.3 传动系统模态分析
        3.3.1 传动系统差动轮系模态分析
        3.3.2 传动系统封闭轮系模态分析
        3.3.3 其它关键传动构件模态分析
    3.4 本章小结
4 行星轮双排并联封闭差动齿轮传动系统均载特性分析
    4.1 引言
    4.2 传动系统等效弹性位移计算
        4.2.1 传动系统偏心误差等效弹性位移计算
        4.2.2 传动系统安装误差等效弹性位移计算
        4.2.3 传动系统齿轮副啮合线上综合误差等效弹性位移计算
    4.3 传动系统均载系数公式推导
        4.3.1 传动系统差动轮系理论齿间载荷与实际齿间载荷计算
        4.3.2 传动系统封闭轮系理论齿间载荷与实际齿间载荷计算
        4.3.3 传动系统均载系数计算
    4.4 传动系统均载特性分析
        4.4.1 综合等效弹性位移对传动系统均载系数影响分析
        4.4.2 偏心误差对均载系数的影响
        4.4.3 安装误差对均载系数的影响
    4.5 本章小结
5 基于虚拟样机传动系统均载特性分析
    5.1 引言
    5.2 建立虚拟样机模型
        5.2.1 传统封闭差动行星齿轮传动系统三维模型建立
        5.2.2 虚拟样机模型建立
        5.2.3 虚拟样机模型分析与设置
    5.3 虚拟样机仿真试验分析
        5.3.1 虚拟样机仿真试验运行
        5.3.2 差动轮系齿间接触力对比分析
        5.3.3 封闭轮系齿间接触力对比分析
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 论文的主要工作
    6.2 论文的工作展望
参考文献
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果

【参考文献】

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