船用新型RV传动齿轮箱动力学特性研究

发布时间：2017-07-26 10:03

  本文关键词：船用新型RV传动齿轮箱动力学特性研究

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【摘要】：RV传动是一种新兴的行星传动结构,由2K-H型行星传动和K-H-V型少齿差行星传动构成,目前主要应用于机器人关节等领域。在常规RV减速器的基础上,本文采用变厚齿轮传动代替摆线针轮传动,设计一台船用变厚齿轮RV减速器,并以此为研究对象,对船用变厚齿轮RV减速器振动特性进行研究,为船用变厚齿轮RV减速器减振降噪提供理论支持和指导。与摆线针轮结构相比,变厚齿轮会额外产生一个轴向力,本文基于集中参数法,主要考虑了齿侧间隙、时变啮合刚度、啮合误差等因素的影响,建立了变厚齿轮RV减速器系统的非线性动力学模型。系统中每个构件具有三个自由度,包括一个径向平移自由度、一个轴向平移自由度和一个扭转自由度。用Runge-Kutta算法求解系统非线性微分方程组,得到其数值解。基于系统微分方程数值解,绘制了不同转速下,系统稳态响应的位移-时间曲线,绘制了系统响应的振幅变化曲线图,分析系统外部动载荷激励、内部激励、齿侧间隙、阻尼等因素对系统振动响应的影响。运用多尺度法求解了系统非线性微分方程组解析解,并与数值解结果进行了对比。分析了系统中主要共振频率因子,发现系统中存在多种共振和谐波共振形式;讨论了阻尼对系统振动响应振幅的影响,发现阻尼对系统共振振幅有明显的抑制作用,对变厚齿轮副的共振抑制效果强于对行星齿轮副的共振抑制效果。根据对系统动力学特性研究过程中发现的结构问题,修改样机设计,设计一台船用变厚齿轮RV减速器样机,为后续试验研究及更进一步的研究提供条件。
【关键词】：变厚齿轮 RV传动 振动 齿侧间隙
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U664.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 课题来源及研究的背景意义8-10
• 1.1.1 课题来源8
• 1.1.2 课题研究背景和意义8-10
• 1.2 国内外研究现状10-14
• 1.2.1 RV传动齿轮箱研究10-12
• 1.2.2 行星齿轮系统动力学特性研究12-14
• 1.3 主要研究内容14-16
• 第2章 船用RV传动齿轮箱结构分析16-22
• 2.1 船用RV减速器传动原理与结构分析16-17
• 2.1.1 传动原理16-17
• 2.1.2 结构分析17
• 2.2 各级齿轮副间传动比17-18
• 2.3 船用变厚齿轮RV减速器设计18-21
• 2.4 小结21-22
• 第3章 船用RV传动减速器动力学模型22-34
• 3.1 船用RV减速器弯-扭-轴耦合动力学模型22-24
• 3.2 各个运动构件动力学模型24-31
• 3.2.1 太阳轮和行星轮动力学模型24-27
• 3.2.2 第二级变厚外齿轮动力学模型及方程27-29
• 3.2.3 行星架动力学模型及方程29-31
• 3.2.4 曲柄轴动力学模型及方程31
• 3.3 船用RV传动行星齿轮系统动力学方程组31-32
• 3.4 小结32-34
• 第4章 基于数值解的系统动力学特性分析34-49
• 4.1 几何参数与质量特性34
• 4.2 刚度及阻尼计算34-37
• 4.3 系统动力学特性分析37-46
• 4.3.1 模型验证37-38
• 4.3.2 外部激励对系统振动特性的影响38-41
• 4.3.3 内部激励对系统振动特性的影响41-44
• 4.3.4 齿侧间隙对系统振动特性影响44-46
• 4.4 与 2K-H行星齿轮对比46-48
• 4.5 小结48-49
• 第5章 基于理论解析解的系统振动特性分析49-61
• 5.1 多尺度法求解系统非线性方程组49-53
• 5.1.1 多尺度法求解系统解析解49-52
• 5.1.2 解析解与数值解相验证52-53
• 5.2 结构参数对系统振动特性的影响53-59
• 5.2.1 系统共振频率因子分析53-58
• 5.2.2 阻尼对系统振动特性的影响58-59
• 5.3 修改样机设计59-60
• 5.4 小结60-61
• 结论61-63
• 参考文献63-69
• 致谢69

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本文编号：575813