平面正弦钢球传动机构扭振动力学及灵敏度分析
发布时间：2021-02-14 19:41
随着平面正弦钢球活齿传动在各行业的广泛应用,其动态特性和振动问题的研究也显得极为重要。针对平面正弦钢球传动机构的扭转振动模型及其固有特性,采用集中参数法建立了5自由度的扭转振动力学模型。根据无阻尼自由振动方程,计算系统的固有频率和模态振型;采用偏导数法分析系统固有频率对惯量参数和刚度参数的灵敏度,归纳出对系统固有频率影响较为显著的结构参数。通过修改对系统固有频率灵敏度较高的参数,以避免系统与外界激励产生共振,从而提高了系统运行的稳定性。
【文章来源】：机械传动. 2020,44(07)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
平面正弦钢球减速器结构图
图2中，Tin和Tout分别为输入转矩和输出转矩；Jin、Kin和Cin分别为主动轴的转动惯量、扭转刚度和扭转阻尼；K1和C1分别为主动圆盘-钢球啮合副等效扭转刚度和扭转阻尼；K2和C2分别为保持架-钢球啮合副等效扭转刚度和扭转阻尼；K3和C3分别为从动圆盘-钢球啮合副等效扭转刚度和扭转阻尼；Jout、Kout和Cout分别为从动轴的转动惯量、扭转刚度和扭转阻尼；Ji(i=1,2,3）分别为主动圆盘、所有钢球和从动圆盘的等效转动惯量；θi(i=1,2,3,4,5）分别为主动轴、主动圆盘、所有钢球、从动圆盘和从动轴的角位移。由上述分析可知，该系统是一个包含5个质量参数、5个刚度系数、5个阻尼系数的5自由度扭转振动模型。另外，系统模型的建立还需要以下前提条件：(1)忽略零部件之间摩擦力和重力的影响；(2)因保持架为固定状态，不考虑其振动；(3)忽略轴承支撑刚度、各传动部件的弯曲刚度。
系统在传动过程中，钢球的位置不断变化，因此，系统的固有频率ω也随着主动轴转角θ发生周期性的变化，其周期T=3π/4。由于篇幅限制，本文中仅展示系统1阶固有频率随主动轴转角θ的变化曲线图，如图3所示。表1所示为系统各阶固有频率的最大值ωmax、最小值ωmin和平均值ωmea。从表1中可知，ωmea与ωmax、ωmin在数值大小上相差均未超过1%。因此，系统各阶固有频率均取其平均值即可满足后续计算要求。
【参考文献】：
期刊论文
[1]平面正弦钢球传动机构的钢球力学分析[J]. 李美求,罗竞波,王冰冰,李宁. 机械传动. 2019(03)
[2]旋转向量减速器纯扭转模型固有频率和灵敏度分析[J]. 郑钰馨,奚鹰,李梦如,卜王辉. 吉林大学学报(工学版). 2019(02)
[3]Response Sensitivity to Design Parameters of RV Reducer[J]. Yu-Hu Yang,Chuan Chen,Shi-Yu Wang. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2018(03)
[4]动车牵引驱动轴系的扭转振动特性分析[J]. 周生通,朱经纬,周新建,孙营超. 机械传动. 2017(07)
[5]摆线钢球行星传动自由振动分析[J]. 杨荣刚,安子军,段利英. 中国机械工程. 2016(14)
[6]行星轮系固有频率的灵敏度分析[J]. 鲍和云,姜慧卉,朱如鹏,陆凤霞. 机械科学与技术. 2016(09)
[7]RV减速器扭转振动的固有特性及灵敏度分析[J]. 刘柏希,王文军,聂松辉. 中国机械工程. 2016(03)
[8]圆柱正弦活齿传动扭转振动系统刚度研究[J]. 周思柱,曾运运,袁新梅. 中国机械工程. 2015(20)
[9]基于灵敏度分析的汽车动力传动系扭振特性优化[J]. 张代胜,王浩. 中国机械工程. 2013(05)
[10]航空用微小型正弦活齿系统扭振动力学分析[J]. 金向阳,于广滨,关祥毅. 中北大学学报(自然科学版). 2007(04)
本文编号：3033746
【文章来源】：机械传动. 2020,44(07)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
平面正弦钢球减速器结构图
图2中，Tin和Tout分别为输入转矩和输出转矩；Jin、Kin和Cin分别为主动轴的转动惯量、扭转刚度和扭转阻尼；K1和C1分别为主动圆盘-钢球啮合副等效扭转刚度和扭转阻尼；K2和C2分别为保持架-钢球啮合副等效扭转刚度和扭转阻尼；K3和C3分别为从动圆盘-钢球啮合副等效扭转刚度和扭转阻尼；Jout、Kout和Cout分别为从动轴的转动惯量、扭转刚度和扭转阻尼；Ji(i=1,2,3）分别为主动圆盘、所有钢球和从动圆盘的等效转动惯量；θi(i=1,2,3,4,5）分别为主动轴、主动圆盘、所有钢球、从动圆盘和从动轴的角位移。由上述分析可知，该系统是一个包含5个质量参数、5个刚度系数、5个阻尼系数的5自由度扭转振动模型。另外，系统模型的建立还需要以下前提条件：(1)忽略零部件之间摩擦力和重力的影响；(2)因保持架为固定状态，不考虑其振动；(3)忽略轴承支撑刚度、各传动部件的弯曲刚度。
系统在传动过程中，钢球的位置不断变化，因此，系统的固有频率ω也随着主动轴转角θ发生周期性的变化，其周期T=3π/4。由于篇幅限制，本文中仅展示系统1阶固有频率随主动轴转角θ的变化曲线图，如图3所示。表1所示为系统各阶固有频率的最大值ωmax、最小值ωmin和平均值ωmea。从表1中可知，ωmea与ωmax、ωmin在数值大小上相差均未超过1%。因此，系统各阶固有频率均取其平均值即可满足后续计算要求。
【参考文献】：
期刊论文
[1]平面正弦钢球传动机构的钢球力学分析[J]. 李美求,罗竞波,王冰冰,李宁. 机械传动. 2019(03)
[2]旋转向量减速器纯扭转模型固有频率和灵敏度分析[J]. 郑钰馨,奚鹰,李梦如,卜王辉. 吉林大学学报(工学版). 2019(02)
[3]Response Sensitivity to Design Parameters of RV Reducer[J]. Yu-Hu Yang,Chuan Chen,Shi-Yu Wang. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2018(03)
[4]动车牵引驱动轴系的扭转振动特性分析[J]. 周生通,朱经纬,周新建,孙营超. 机械传动. 2017(07)
[5]摆线钢球行星传动自由振动分析[J]. 杨荣刚,安子军,段利英. 中国机械工程. 2016(14)
[6]行星轮系固有频率的灵敏度分析[J]. 鲍和云,姜慧卉,朱如鹏,陆凤霞. 机械科学与技术. 2016(09)
[7]RV减速器扭转振动的固有特性及灵敏度分析[J]. 刘柏希,王文军,聂松辉. 中国机械工程. 2016(03)
[8]圆柱正弦活齿传动扭转振动系统刚度研究[J]. 周思柱,曾运运,袁新梅. 中国机械工程. 2015(20)
[9]基于灵敏度分析的汽车动力传动系扭振特性优化[J]. 张代胜,王浩. 中国机械工程. 2013(05)
[10]航空用微小型正弦活齿系统扭振动力学分析[J]. 金向阳,于广滨,关祥毅. 中北大学学报(自然科学版). 2007(04)
本文编号：3033746
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