节点外啮合行星轮系动力学均载分析及试验验证

发布时间：2017-05-28 12:11

  本文关键词：节点外啮合行星轮系动力学均载分析及试验验证，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：行星齿轮传动系统在啮合过程中,采用多个行星轮来同时承担载荷,由于其具有大传动比、强承载能力和高传动效率等优点,目前已广泛应用于机械、汽车、风力发动机、船舶、航空航天等各个传动领域。在齿轮传动系统中,当一对相啮合齿轮副的实际啮合线位于节点一侧时,为节点外啮合传动。本文针对节点外啮合(尤其是内啮合副为节点后啮合)行星齿轮传动系统进行了如下研究:建立了考虑柔性齿圈的节点外啮合行星齿轮动力学模型,推导分析了齿轮副间啮合误差和相对位移的关系,并分析了齿轮副的啮合刚度、阻尼以及摩擦力。在此基础上,根据牛顿运动定律,推导了系统的动力学运动微分方程,并探究了微分方程的求解方法。利用Runge-Kutta数值积分法求解了考虑柔性齿圈的节点外啮合行星齿轮动力学模型,分析了系统的固有特性和动态特性,计算了系统的均载系数,并分析了齿面摩擦、内齿圈联轴器刚度、节点外系数和输入工况等参数对均载系数的影响。然后基于Matlab语言,开发了节点外啮合行星齿轮系统动力学和均载分析软件。研究了节点外啮合齿轮副的实现方法,推导了非等模数非等压力角的内啮合齿轮副参数计算公式,为后续均载试验件的设计加工提供参数依据。分析了节点外啮合行星齿轮传动系统均载试验原理,并通过Ansys有限元分析软件,计算了试验所需应变片的量程和贴片位置等。设计了节点外啮合行星齿轮传动运转和均载试验验证方案,搭建试验平台,开展了节点外啮合行星齿轮运转和均载试验,验证了本文理论计算的准确性。
【关键词】：节点外啮合 行星齿轮 柔性齿圈 动力学 均载 试验
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH132.425
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 注释表11-13
• 第一章 绪论13-19
• 1.1 研究背景与意义13
• 1.2 国内外研究现状13-18
• 1.2.1 节点外啮合的研究概述13-14
• 1.2.2 行星齿轮传动系统动力学分析模型和求解方法14-16
• 1.2.3 考虑柔性齿圈的行星齿轮传动系统建模方法16-17
• 1.2.4 行星齿轮传动系统均载试验研究17-18
• 1.3 本文的研究的内容18-19
• 第二章 节点外啮合行星轮系动力学模型及求解19-34
• 2.1 引言19
• 2.2 计入齿圈柔性的节点外啮合行星齿轮传动模型19-28
• 2.2.1 系统动力学计算模型19-21
• 2.2.2 齿轮副啮合误差分析21-24
• 2.2.3 齿轮副相对位移分析24-25
• 2.2.4 齿轮副啮合刚度和阻尼分析25-26
• 2.2.5 齿轮副摩擦力计算26-28
• 2.3 系统运动方程及求解方法28-33
• 2.3.1 动力学方程28-31
• 2.3.2 系统微分方程的求解31-33
• 2.4 本章小结33-34
• 第三章 节点外啮合行星轮系动力学及均载分析34-48
• 3.1 引言34
• 3.2 节点外啮合行星齿轮动力学分析34-39
• 3.2.1 固有特性分析34-37
• 3.2.2 动态特性研究37-39
• 3.3 节点外啮合行星齿轮均载特性分析39-42
• 3.3.1 均载系数计算39
• 3.3.2 系统参数对均载特性影响39-42
• 3.4 动力学和均载分析软件开发42-47
• 3.4.1 软件结构设计42-43
• 3.4.2 软件用户界面设计43-47
• 3.5 本章小结47-48
• 第四章 节点外啮合行星轮系试验件分析48-59
• 4.1 引言48
• 4.2 节点外啮合行星齿轮试验件参数计算48-53
• 4.2.1 节点外啮合设计方法48-50
• 4.2.2 节点外啮合试验件参数计算50-53
• 4.3 节点外啮合行星齿轮均载试验贴片53-58
• 4.3.1 均载试验贴片原理分析53-55
• 4.3.2 贴片位置的有限元确定55-58
• 4.4 本章小结58-59
• 第五章 节点外啮合行星轮系传动试验验证59-70
• 5.1 引言59
• 5.2 节点外啮合行星齿轮传动试验方案59-63
• 5.2.1 试验目的59
• 5.2.2 试验原理59-63
• 5.3 节点外啮合行星齿轮传动试验63-69
• 5.3.1 试验步骤63-67
• 5.3.2 试验分析67-69
• 5.4 本章小结69-70
• 第六章 总结与展望70-72
• 6.1 本文工作总结70-71
• 6.2 进一步的研究工作展望71-72
• 参考文献72-77
• 致谢77-78
• 在学期间发表的学术论文78

【参考文献】

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本文编号：402627