计入内齿圈弹性的直齿行星传动动力学研究

发布时间：2020-04-08 18:58

【摘要】： 由于具有传动比大、结构紧凑、承载能力高等诸多优点,行星齿轮传动已广泛应用于飞行器、舰船、自行火炮、汽车和许多工程机械中。在某些重要的应用场合,行星齿轮传动的振动和噪声是影响系统的可靠性、寿命与操作环境的关键因素。为实现均载减振,高速行星齿轮传动大多采用柔性内齿圈。本文将以NGW型直齿行星传动为例,创建计入内齿圈弹性的直齿行星传动的精细化模型,以揭示内齿圈的弹性变形对系统动力学性能的重要影响。本文的主要内容如下: 1.以轮缘厚度系数来描述内齿圈的柔性,对键连接方式的内齿圈的应力与变形进行了深入研究。利用Pro-E与Ansys软件创建了完整内齿圈的有限元模型,以均布的弹簧约束来反映内齿圈与机体的配合情况,并根据重合度与齿间载荷分配系数对各承载轮齿施加了分布载荷,揭示了工作过程中轮缘厚度系数与配合松紧度对内齿圈的应力与变形的影响。 2.对直齿行星传动的平移-扭转耦合模型进行了深入分析,修正了行星轮加速度与构件相对位移的表达式。在系杆随动坐标系下建立了直齿行星传动的修正平移-扭转耦合模型,并通过仿真算例对两种模型进行了比较。 3.在修正平移-扭转耦合模型的基础上,以弹簧连接的刚性齿圈段模型来近似柔性内齿圈,建立了计入内齿圈弹性的直齿行星传动的精细化模型,并对系统稳态动力学响应的求解方法进行了探讨。 4.为验证计入内齿圈弹性的直齿行星传动精细化模型的正确性,在合理简化的基础上,对内齿圈完全固定、径向浮动与周向不固定三种情形下系统的固有特性进行了深入分析,并探讨了内齿圈划分段数与段间连接弹簧刚度对系统固有频率的影响。
【图文】：

(a) 含系杆 (b) 不含系杆图 2-1 NGW 型直齿行星传动实体模型为了描述内齿圈的弹性，定义轮缘厚度系数为o ff ar rr rλ = （2-1）中， 、 和 分别为内齿圈的轮缘、齿根圆和齿顶圆半径。orfrarλ 越小，说明内齿圈的轮缘越薄，相应的内齿圈弹性越大。图 2-2 所示为两不同λ 值的内齿圈局部。本章研究了λ 值为 1.0、1.5、2.0 和 2.5 的四种内齿圈齿根圆直径均为 208.50 mm，齿顶圆直径均为 195.00 mm，，宽度均为 44 mm，料为 40Cr。

EX＝2.0e52N / mmRXY＝0.3ENS＝7.8e-93t / mm型划分网格之前必须选择合适的单元类型。本章选用ESH200、SOLID92 与 COMBIN14。其中，MESH2元，可用以划分线、面和体模型，对求解没有任何影单元尺寸要求比较严格的区域预先进行人为划分，方。为提高有限元分析的精度，本章利用 MESH200 单工作廓面进行了网格划分，以在上述区域得到精细圈的形状、材料以及有限元分析的要求，选用 SOL体模型。SOLID92 单元特别适于划分从各种 CAD/体模型。这种单元为四面体形状，如图 2-3 所示，每点均具有沿 x、y、z 轴方向的 3 个平移自由度。该类化、大变形和大应变等特性。
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TH132.4

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本文编号：2619711