基础俯仰运动对风力机行星齿轮动力学特性的影响分析
发布时间:2017-12-28 09:40
本文关键词:基础俯仰运动对风力机行星齿轮动力学特性的影响分析 出处:《振动工程学报》2016年06期 论文类型:期刊论文
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【摘要】:由于塔架在风力作用下的弯曲振动,机舱会产生俯仰运动,进而对行星齿轮产生基础激励。从能量角度出发,考虑基础俯仰运动、轮齿脱啮和齿背啮合,通过第二类拉格朗日方程建立了基础俯仰运动下行星齿轮传动非线性弯-扭-轴耦合模型。与现有基础固定情况下的耦合模型相比,基础俯仰运动将引起附加阻尼、附加刚度和附加外激励,同时引起直齿轮平面运动与轴向运动的耦合。采用数值积分获得系统动态响应,评估轴向运动对系统动力学特性影响的大小,分析基础俯仰运动和齿圈支承刚度对行星齿轮动力学响应和均载特性的影响。结果表明,基础俯仰运动显著增大中心轮(行星架、齿圈和太阳轮)的横向振动;行星轮所受附加作用力不相同,运动对称性被破坏,系统出现不均载现象。当系统存在轮齿脱啮和齿背啮合时,增大齿圈支承刚度能显著改善均载特性,没有轮齿脱啮和齿背啮合时,均载系数随着齿圈支承刚度的增大而小幅增大。
[Abstract]:Due to the bending vibration of the tower under the action of the wind, the engine room will produce pitching movement, which will stimulate the planetary gear. From the energy point of view, considering the pitch motion, tooth engagement and tooth backing engagement, a nonlinear torsional axial coupling model of planetary gear transmission based on second kinds of Lagrange equations is established. Compared with the existing coupling model, the basic pitch motion will cause additional damping, additional stiffness and additional external excitation, and at the same time, the coupling between the plane motion and the axial movement of the spur gear. The dynamic response of the system is obtained by numerical integration. The magnitude of the influence of axial motion on the dynamic characteristics of the system is evaluated. The influence of the pitch motion and the supporting stiffness of the gear ring on the dynamic response and load sharing characteristics of the planetary gear is analyzed. The results show that the basic pitch motion significantly increases the lateral vibration of the central wheel (planet gear, gear ring and sun wheel), the additional force acting on the planetary wheel is different, the symmetry of motion is destroyed, and the uneven load phenomenon occurs. When the system has teeth engagement and tooth backing engagement, increasing the supporting stiffness of the gear ring can significantly improve the load sharing characteristics. When the gear teeth are not engaged and the gear backs engage, the load factor increases slightly with the increase of the supporting stiffness of the gear ring.
【作者单位】: 清华大学机械工程系;北京航天发射技术研究所;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(51335006) 北京市自然科学基金资助项目(3131002)
【分类号】:TK83;TH132.41
【正文快照】: 引言行星齿轮传动在结构上采用多个行星轮来分担载荷,形成功率分流,具有结构紧凑、体积小、传动比大和传动效率高等特点,在工程中得到广泛应用。关于行星齿轮的动力学建模和分析的研究较为广泛和深入[1],模型类型不断发展,系统自由度和考虑因素不断增多,期望通过动力学分析为
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1 陈琦;飞行器俯仰运动及其舵面控制数值模拟研究[D];中国空气动力研究与发展中心;2009年
,本文编号:1345548
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