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机电集成超环面传动非线性振动分析

发布时间:2018-11-20 15:50
【摘要】:机电集成超环面传动是一种新型复合传动,实现了机、电和控制的集成,具有无啮合、无润滑、响应速度快、结构紧凑、效率高等优点。为避免不良的动态特性造成传动系统过大的动载荷,本文在机电集成超环面传动系统动力学模型的基础上,对其非线性自由振动、强迫振动、参数振动以及耦合振动等问题进行了深入系统的研究。本文主要包括以下内容: 建立了机电集成超环面传动机电耦合动力学方程式,综合考虑蜗杆、定子和行星轮之间电磁啮合力的非线性变化,推导了系统自由振动非线性方程式,利用L-P法求解了弱非线性振动时域响应的近似解析解,分析了系统弱非线性振动响应和固有频率随系统参数的变化规律。 分析了蜗杆绕组线圈内电压变化引起的扰动电流,建立了机电集成超环面传动系统在其扰动下的动力学方程式,运用小参数法求解了微分方程,讨论了当扰动频率远离和接近系统固有频率时系统的动态响应,以及各参数变化对系统动态响应的影响规律。 考虑了机电集成超环面传动系统中啮合参数激励和电流激励,建立了参数振动非线性方程式,分析了传动系统对激励的时域和频域响应以及传动系统在机械参数激励和电激励共同作用下的耦合振动,得到了系统对复合激励的时域响应规律。 应用数值仿真软件Matlab及R-K法编写算法,完成了系统弱非线性振动数值求解,通过对数值解和解析解进行对比分析,确定了解析解的适用范围。
[Abstract]:Electromechanical integrated toroidal drive is a new type of compound transmission, which realizes the integration of machine, electricity and control. It has the advantages of no meshing, no lubrication, fast response speed, compact structure, high efficiency and so on. In order to avoid the excessive dynamic load caused by the bad dynamic characteristics of the transmission system, based on the dynamic model of the electromechanical integrated toroidal transmission system, the nonlinear free vibration and forced vibration of the transmission system are studied in this paper. The parameter vibration and coupling vibration are studied systematically. The main contents of this paper are as follows: the electromechanical coupling dynamics equation of electromechanical integrated toroidal transmission is established, and the nonlinear variation of electromagnetic meshing force between worm, stator and planetary wheel is considered synthetically. The nonlinear equations of free vibration of the system are derived. The approximate analytical solution of the time-domain response of the weakly nonlinear vibration is solved by the L-P method. The variation of the weak nonlinear vibration response and the natural frequency of the system with the parameters of the system is analyzed. The disturbance current caused by the voltage variation in the worm winding coil is analyzed. The dynamic equations of the electromechanical integrated toroidal transmission system under the disturbance are established. The differential equation is solved by using the small parameter method. The dynamic response of the system is discussed when the disturbance frequency is far away from and close to the natural frequency of the system, and the influence of various parameters on the dynamic response of the system is discussed. Considering the meshing parameter excitation and current excitation in the electromechanical integrated toroidal transmission system, the nonlinear equations of parametric vibration are established. The time-domain and frequency-domain responses of the transmission system to the excitation and the coupling vibration of the transmission system under both mechanical and electrical excitation are analyzed, and the time-domain response of the system to the compound excitation is obtained. The numerical simulation software Matlab and R-K method are used to compile the algorithm to solve the weak nonlinear vibration of the system. By comparing and analyzing the numerical solution and the analytical solution, the applicable range of the analytical solution is determined.
【学位授予单位】:燕山大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TH132

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本文编号:2345319

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