考虑内齿圈和太阳轮弹性的直齿行星轮系固有频率研究

发布时间：2017-04-02 08:09

  本文关键词：考虑内齿圈和太阳轮弹性的直齿行星轮系固有频率研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着行星齿轮传动系统转速提高、负载增加，其振动、噪声问题变得越来越受人关注。在高速重载的条件下，太阳轮和内齿圈弹性变形较大,传统求解行星轮系振动模态的动力学模型存在较大的误差。为此，本文以直齿NGW行星轮系为研究对象，利用刚体有限元思想，用分段方式考虑了太阳轮和内齿圈的弹性变形情况，做了如下研究工作： 首先，介绍了两种常用的求解行星轮系模态的方法：集中参数法和有限元法。分别介绍了它们的概念、求解动力学问题的步骤及国内外发展现状，分析了各自的优缺点，详细的分析了本文要采用的方法及采用方法的原因。 其次，利用刚体有限元思想，建立了太阳轮和内齿圈为多段刚体用弹簧连接起来的弹性体模型，行星轮、行星架为刚体，支承和啮合用弹簧代替的集中参数法动力学模型。通过分析各个构件的位移、受力，建立了系统的非线性动力学方程组。 再次，对非线性方程组进行简化，将其化成线性方程组。选定参数，用MATLAB编写程序求解系统固有频率。分析内齿圈段和太阳轮段的数量对固有频率的影响，确定其段数的合理取值范围。 最后，选定内齿圈和太阳轮段数，在内齿圈固定、太阳轮和行星架转动，太阳轮固定、内齿圈和行星架转动以及差动传动三种情况下，分析了内齿圈和太阳轮虚拟弹簧刚度（即内齿圈和太阳轮的弹性）对固有频率的影响，得到一些有价值的结论。 本文的研究对高速重载行星齿轮传动，内齿圈和太阳轮变形较大的行星轮系减振起到积极的作用，在理论上具有一定的指导意义和参考价值。
【关键词】：行星轮系 分段 弹性 固有频率 集中参数法
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH132.41
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-21
• 1.1 课题背景与意义9-10
• 1.2 集中参数法10-16
• 1.2.1 行星轮系集中参数法简介10-14
• 1.2.2 集中参数法研究现状14-16
• 1.3 有限元法16-19
• 1.3.1 行星轮系有限元法模态分析简介16-18
• 1.3.2 发展现状18-19
• 1.4 分段集中参数法的确定19-20
• 1.5 本文主要研究内容20-21
• 2 考虑内齿圈、太阳轮弹性的行星轮系动力学模型21-38
• 2.1 行星轮系动力学分析模型21-23
• 2.2 内齿圈段参数计算23-27
• 2.2.1 第 n 段内齿圈的质心位置及转动惯量23-25
• 2.2.2 第 n 段内齿圈的啮合条件与力矩正负判定25-27
• 2.3 太阳轮段参数计算27-30
• 2.3.1 第 n 段太阳轮的质心和转动惯量27-28
• 2.3.2 第 n 段太阳轮的啮合判定28-30
• 2.4 内齿圈段之间、太阳轮段之间弹簧刚度30-32
• 2.5 各构件位移分析32
• 2.6 内齿圈段受力分析32-34
• 2.7 太阳轮段受力分析34-36
• 2.8 行星架和行星轮动力学方程36-37
• 2.9 本章小结37-38
• 3 固有频率求解并确定段数适用范围38-56
• 3.1 非线性方程组求解方法38
• 3.2 质量与刚度矩阵38-43
• 3.3 行星轮系参数选择43-44
• 3.4 MATLAB 求解过程44-52
• 3.5 确定内齿圈和太阳轮段数适用范围52-55
• 3.6 本章小结55-56
• 4 内齿圈和太阳轮弹性对固有频率的影响56-62
• 4.1 内齿圈段间弹簧刚度 k1对固有频率的影响56-58
• 4.2 太阳轮段间弹簧刚度 k2对固有频率的影响58-60
• 4.3 与集中参数法结果对比验证60-61
• 4.4 本章小结61-62
• 5 总结与展望62-64
• 5.1 全文总结62
• 5.2 展望62-64
• 参考文献64-67
• 致谢67-68
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

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本文编号：282148