3K型行星齿轮传动系统动态特性研究
发布时间：2021-06-28 14:59
行星齿轮传动作为机械传动装置中最常用的传动方式之一,已长期应用于各行各业。行星齿轮传动以其结构紧凑、重量轻、效率高、承载大等一系列优点广泛应用于航空航天、汽车、风力发电、仪器仪表、起重机械等领域。本文基于马鞍山市科技局项目“新型机器人关节减速器”,对3K型行星齿轮传动系统进行了动态特性研究。本文针对有限元法计算齿轮啮合刚度建模复杂、效率低等问题,通过推导渐开线齿轮精确齿面方程,利用APDL与UIDL语言对ANSYS进行二次开发,便于高效计算齿轮啮合刚度。针对3K型行星齿轮传动系统多啮合角、多变位的复杂性,采用集中质量法建立了通用的3K型行星齿轮传动动力学模型并对模型进行了数值仿真,所建模型可适用于任意几何参数下系统的动态特性分析。同时,本文针对行星轮系中双联行星轮的特殊结构,提出了双联行星轮角度偏差的建模方法,研究了双联行星轮角度偏差对系统均载特性的影响,总结了含双联行星轮角度偏差下系统各参数对系统均载特性及其分岔与混沌的影响规律。本文研究了双联行星轮角度偏差的表示方法,以典型3K-I型行星齿轮传动系统为算例分析了误差及转速对系统均载特性及周期稳定性的影响,得到了系统的幅频特性曲线及分...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
渐开线齿轮悬臂梁模型及受力分析
图 2.4 展成法加工原理Fig 2.4 Principle of generating method过程中，如图 2.4 所示，其中刀具直线部分形成渐开线成齿轮的过渡曲线。分别求出齿刀与齿轮毛坯的啮合点 K 的坐标，然后将其坐标分别转化到静坐标 ′′ ′′轮齿的整个齿廓方程。齿廓方程的建立向左或向右运动距离为 ，设齿条与齿的啮合点为 M因为过 M 点公法线交 x 轴为 p 点，p 点为齿条与齿轮 压力角。坐标系 ′ ′ ′的坐标由坐标变换转化到坐标系 中， ( ) ě ( )ě
图 2.6 部分软件界面图Fig 2.6 Part of the software interface map2）齿轮精确有限元分析齿轮啮合有限元分析，属于接触非线性分析，其分析结果很大程度上依赖于其网格质量、接触参数。由于齿轮接触弹性变形的作用，实际接触区域近似为长方形，其接触面区域大小可由赫兹公式确定，其接触半宽为 a。 √ （2-14）其中，F 为齿轮副的法向力， 为齿宽， 为齿轮 i 的泊松比， 为齿轮 i 的弹性模量， 为齿轮 i 接触处的曲率半径（i=1,2）。由于齿轮接触区的宽度很窄，多数文献中的网格尺寸太大，计算结果不能够准确反映真实应力与变形，而过密的网格又大大增加了计算时间。为了准确反映轮齿变形，通过不断改变接触区网格大小比较可得，当接触区单元尺寸为 以下时，
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑结构柔性的行星轮系耦合振动特性研究[J]. 魏静,张爱强,秦大同,舒锐志. 机械工程学报. 2017(01)
[2]齿向修形直齿轮系统动力学特性分析[J]. 王奇斌,张义民. 振动工程学报. 2016(01)
[3]Planetary Gear Profile Modification Design Based on Load Sharing Modelling[J]. IGLESIAS Miguel,FERNáNDEZ DEL RINCóN Alfonso,DE-JUAN Ana Magdalena,GARCIA Pablo,DIEZ Alberto,VIADERO Fernando. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2015(04)
[4]考虑齿侧间隙的非等模数非等压力角行星齿轮系统的均载特性研究[J]. 叶福民,朱如鹏,靳广虎,鲍和云,李发家. 振动与冲击. 2015(11)
[5]高重合度与低重合度齿轮系统动力学分岔特性对比分析[J]. 李发家,朱如鹏,鲍和云,叶福民,靳广虎. 中南大学学报(自然科学版). 2015(02)
[6]行星齿轮系统载荷分配行为机理及影响因素分析[J]. 廖映华,秦大同,刘长钊. 航空动力学报. 2015(01)
[7]基于改进能量法的直齿轮时变啮合刚度计算[J]. 马辉,逄旭,宋溶泽,杨健. 东北大学学报(自然科学版). 2014(06)
[8]修形对齿轮系统动力学特性的影响规律[J]. 陈思雨,唐进元,王志伟,胡泽华. 机械工程学报. 2014(13)
[9]基于LMS Virtual.Lab Motion的行星齿轮动力学建模及仿真[J]. 姬广平,黎荣,丁雄威,许小龙. 机械传动. 2013(10)
[10]时变啮合刚度算法修正与齿根裂纹动力学建模[J]. 万志国,訾艳阳,曹宏瑞,何正嘉,王帅. 机械工程学报. 2013(11)
博士论文
[1]少齿差行星减速器动态特性分析及非线性振动研究[D]. 黄超.重庆大学 2013
硕士论文
[1]大速比行星齿轮传动关键问题研究[D]. 梁健斌.重庆大学 2015
[2]行星齿轮减速器多体动力学分析及软件开发[D]. 姬广平.西南交通大学 2013
[3]齿轮时变啮合刚度改进算法及刚度激励研究[D]. 李亚鹏.大连理工大学 2009
[4]齿轮刚度计算及其有限元分析[D]. 王龙宝.江苏大学 2007
[5]自动变速器换挡过程及3K行星传动系统键合图分析[D]. 王建辉.重庆大学 2007
本文编号：3254538
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
渐开线齿轮悬臂梁模型及受力分析
图 2.4 展成法加工原理Fig 2.4 Principle of generating method过程中，如图 2.4 所示，其中刀具直线部分形成渐开线成齿轮的过渡曲线。分别求出齿刀与齿轮毛坯的啮合点 K 的坐标，然后将其坐标分别转化到静坐标 ′′ ′′轮齿的整个齿廓方程。齿廓方程的建立向左或向右运动距离为 ，设齿条与齿的啮合点为 M因为过 M 点公法线交 x 轴为 p 点，p 点为齿条与齿轮 压力角。坐标系 ′ ′ ′的坐标由坐标变换转化到坐标系 中， ( ) ě ( )ě
图 2.6 部分软件界面图Fig 2.6 Part of the software interface map2）齿轮精确有限元分析齿轮啮合有限元分析，属于接触非线性分析，其分析结果很大程度上依赖于其网格质量、接触参数。由于齿轮接触弹性变形的作用，实际接触区域近似为长方形，其接触面区域大小可由赫兹公式确定，其接触半宽为 a。 √ （2-14）其中，F 为齿轮副的法向力， 为齿宽， 为齿轮 i 的泊松比， 为齿轮 i 的弹性模量， 为齿轮 i 接触处的曲率半径（i=1,2）。由于齿轮接触区的宽度很窄，多数文献中的网格尺寸太大，计算结果不能够准确反映真实应力与变形，而过密的网格又大大增加了计算时间。为了准确反映轮齿变形，通过不断改变接触区网格大小比较可得，当接触区单元尺寸为 以下时，
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑结构柔性的行星轮系耦合振动特性研究[J]. 魏静,张爱强,秦大同,舒锐志. 机械工程学报. 2017(01)
[2]齿向修形直齿轮系统动力学特性分析[J]. 王奇斌,张义民. 振动工程学报. 2016(01)
[3]Planetary Gear Profile Modification Design Based on Load Sharing Modelling[J]. IGLESIAS Miguel,FERNáNDEZ DEL RINCóN Alfonso,DE-JUAN Ana Magdalena,GARCIA Pablo,DIEZ Alberto,VIADERO Fernando. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2015(04)
[4]考虑齿侧间隙的非等模数非等压力角行星齿轮系统的均载特性研究[J]. 叶福民,朱如鹏,靳广虎,鲍和云,李发家. 振动与冲击. 2015(11)
[5]高重合度与低重合度齿轮系统动力学分岔特性对比分析[J]. 李发家,朱如鹏,鲍和云,叶福民,靳广虎. 中南大学学报(自然科学版). 2015(02)
[6]行星齿轮系统载荷分配行为机理及影响因素分析[J]. 廖映华,秦大同,刘长钊. 航空动力学报. 2015(01)
[7]基于改进能量法的直齿轮时变啮合刚度计算[J]. 马辉,逄旭,宋溶泽,杨健. 东北大学学报(自然科学版). 2014(06)
[8]修形对齿轮系统动力学特性的影响规律[J]. 陈思雨,唐进元,王志伟,胡泽华. 机械工程学报. 2014(13)
[9]基于LMS Virtual.Lab Motion的行星齿轮动力学建模及仿真[J]. 姬广平,黎荣,丁雄威,许小龙. 机械传动. 2013(10)
[10]时变啮合刚度算法修正与齿根裂纹动力学建模[J]. 万志国,訾艳阳,曹宏瑞,何正嘉,王帅. 机械工程学报. 2013(11)
博士论文
[1]少齿差行星减速器动态特性分析及非线性振动研究[D]. 黄超.重庆大学 2013
硕士论文
[1]大速比行星齿轮传动关键问题研究[D]. 梁健斌.重庆大学 2015
[2]行星齿轮减速器多体动力学分析及软件开发[D]. 姬广平.西南交通大学 2013
[3]齿轮时变啮合刚度改进算法及刚度激励研究[D]. 李亚鹏.大连理工大学 2009
[4]齿轮刚度计算及其有限元分析[D]. 王龙宝.江苏大学 2007
[5]自动变速器换挡过程及3K行星传动系统键合图分析[D]. 王建辉.重庆大学 2007
本文编号：3254538
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