人字齿行星传动的均载特性分析

发布时间：2017-07-28 14:22

  本文关键词：人字齿行星传动的均载特性分析

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【摘要】：对于目前国内油田深层压裂和煤层气的开发,要求压裂设备的功率大、排出压力与排量高,这使传动系统能适应重载的工况。重载齿轮箱是油田压裂施工的关键部件,它的结构、性能、适应性和寿命,关系到油田原油增产程度的多少。人字齿轮因具有重合度高、轴向载荷小、承载能力高、工作平稳性好等优点,是重载齿轮箱的最佳选择。本论文以某石油机械公司设计开发的人字齿行星传动系统为研究对象,在考虑系统的多种内部激励与外部激励下,建立了人字齿行星传动系统的耦合动力学模型,运用数值方法求得了传动系统的动静态均载特性;利用ADAMS验证了计算结果;同时分析了轮齿修形对均载特性的影响。论文的主要研究工作如下:①以人字齿行星传动系统为研究对象,基于齿轮系统动力学和Lagrange方程,采用集中参数法建立人字齿行星传动系统的弯-扭-轴耦合动力学模型,模型中将人字齿轮考虑成由两个斜齿轮耦合而成,综合考虑了传动系统的弹性耦合、啮合刚度激励、综合啮合误差激励和外部载荷对系统的影响。②建立传动系统静态均载计算模型,求得传动系统静态均载系数,分析载荷、轮齿柔性及中心构件浮动对其的影响,比较各销轴孔位置误差配置下的均载性能,并分析其产生的原因。③运用数值方法求解了人字齿行星传动系统的动力学微分方程,分析了人字齿左右端斜齿轮之间的错位角、耦合扭转刚度等因素对系统均载特性的影响,比较各销轴孔位置误差配置下的均载性能,同时利用ADAMS验证了计算结果。④通过计算确定了各轮齿的修形参数,分析修形对动力学中几个重要指标的影响,它们包括传动系统的内部激励以及轮齿之间的动态啮合力,从而分析轮齿修形对均载性能的影响。
【关键词】：人字齿 行星传动 齿轮动力学 均载特性 齿面修形
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH132.41
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-14
• 1.1 研究背景8-9
• 1.2 国内外研究进展9-12
• 1.2.1 行星传动系统均载研究现状9-10
• 1.2.2 人字齿行星传动系统动力学的研究现状10-12
• 1.2.3 齿轮修形的研究现状12
• 1.3 本课题的研究内容12-14
• 2 人字齿行星传动的动力学建模14-30
• 2.1 引言14
• 2.2 人字齿行星传动的物理建模14-16
• 2.3 人字齿行星传动的动力学建模16-22
• 2.3.1 齿轮系统弹性变形协调条件17-19
• 2.3.2 动力学微分方程19-22
• 2.4 系统激励参数的分析计算22-28
• 2.4.1 综合啮合误差22-25
• 2.4.2 人字齿轮副时变啮合刚度计算25-27
• 2.4.3 齿轮副间的啮合阻力27
• 2.4.4 动力学方程中其它参数的确定27-28
• 2.5 本章小结28-30
• 3 静力学均载特性分析30-40
• 3.1 引言30
• 3.2 行星传动系统静力学模型30-31
• 3.3 系统的静态均载系数的计算31-32
• 3.4 静力学均载特性分析32-37
• 3.4.1 载荷对静态均载系数的影响33
• 3.4.2 轮齿柔性对静态均载的影响33-34
• 3.4.3 销轴孔位置误差对静态均载的影响34-37
• 3.4.4 构件浮动对静态均载系数的影响37
• 3.5 本章小结37-40
• 4 动力学均载特性分析40-54
• 4.1 引言40
• 4.2 动力学模型的求解40-41
• 4.3 动态均载分析41-44
• 4.3.1 动态均载系数的计算方法41-42
• 4.3.2 齿轮啮合动态载荷42-44
• 4.4 各因素对动态均载特性的影响分析44-49
• 4.4.1 错位角对动态均载特性的影响分析44-46
• 4.4.2 耦合扭转刚度对动态均载特性的影响分析46-47
• 4.4.3 销轴孔位置误差对动态均载特性的影响分析47-49
• 4.5 基于ADAMS计算行星系统均载系数49-52
• 4.5.1 ADAMS模型的建立49-50
• 4.5.2 施加边界约束和载荷50-51
• 4.5.3 ADAMS均载特性分析51-52
• 4.6 本章小结52-54
• 5 齿轮修形对人字齿行星系统均载特性的影响54-64
• 5.1 引言54
• 5.2 轮齿修形原理54-58
• 5.2.1 齿廓修形原理54-57
• 5.2.2 齿面修形量的确定57-58
• 5.3 齿轮修形对系统均载特性的影响58-62
• 5.3.1 修形对传递误差的影响58-60
• 5.3.2 修形对动态啮合力的影响60-61
• 5.3.3 修形对系统均载性能的影响61-62
• 5.4 本章小结62-64
• 6 总结与展望64-66
• 6.1 全文总结64
• 6.2 展望64-66
• 致谢66-68
• 参考文献68-72
• 附录72
• A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录72
• B. 作者在攻读学位期间参与的科研项目72

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本文编号：584489