三环传动弹性动力学的理论与实验研究

发布时间：2020-11-11 11:25

　　 三环传动是我国科技人员发明的新型的少齿差行星传动装置。该装置原理新颖,有许多独特的优点,如:传动比大,承载能力强,体积小,结构简单等。但振动、噪声较大,发热严重是其存在的突出问题,偏置型结构尤为严重。这些问题已经严重影响了其进一步推广应用。而所有这些问题都与动力学密切相关。另一方面,三环传动属于过约束机构,对这种过约束机构的动力学理论研究严重滞后。因此,从实践和理论两个方面都迫切需要对三环传动进行系统的弹性动力学研究。本论文正是基于这一迫切需要解决的问题而开展的。 和行星齿轮传动类似,三环传动有多于一个的内齿轮和同一个外齿轮啮合。其内、外齿轮齿数之间必须满足一定的条件,否则,会出现装配困难或根本不能装配。本文对这种安装条件,进行了详细的分析,并结合有代表性的三种机型,从便于管理和生产两个方面,对如何选择内、外齿轮齿数进行了探讨。三环传动属于过约束机构,要建立其动力学分析模型,必须计及系统的弹性变形。本文对这些弹性变形进行了系统的分析,建立了弹性变形之间的协调条件。 本文首次系统地建立了三环传动的弹性动力学方程。建立模型时,将整个传动系统分为输入轴子系统、支承轴子系统、内齿板子系统和输出轴子系统。分别建立各个子系统的振动方程,然后将各个子系统的振动方程组装成整体振动方程。在这个模型中,考虑了输入轴和支承轴的弹性弯曲变形、齿轮副的弹性变形、输入轴和支承轴行星轴承的弹性变形、偏心套的分度误差和偏心误差以及输出轴支承轴承的弹性变形。 分析了基于模态叠加法的封闭解法的实施过程,指出了其存在的问题,并推导了修正的方法。计算中对舍弃模态对系统动力学响应的影响引入了拟静态修正。 应用改进的封闭解法,首次对三环传动的动力学行为进行了系统的研究,分析了内齿板的加速度、啮合齿轮的准静态载荷和动态载荷以及各个轴承的准静态载荷和动载荷。结果表明,多相机构并列对平衡机构载荷十分有利,使得箱体支承轴承所受的载荷大大降低。而且三相机构并列后,不存在所谓的“死点冲击”。本文还首次计算出了三环传动的固有频率。 研究了误差对三环传动动力学响应的影响,结果表明,制造误差不仅影响三相机构间的载荷均衡,而且还会使三相机构的受力都有增加。 比较了不同构型的三环传动的动力学响应,结果表明,对称型三环传动的动力学表现远较偏置型优越。该结论说明,三环传动振动的主要原因是参数激励,而非多篇文献所认为的死点冲击。 研究了三环传动的设计参数对动态特性的影响趋势,这些参数包括:输入 轴行星轴承的刚度、支承轴行星轴承的刚度、齿轮综合啮合刚度、输出轴支承轴承刚度、内齿板的质量、输入轴与支承轴间的距离以及输入转速。
【学位单位】：天津大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2001
【中图分类】：TH132.4
【部分图文】：

速速仪仪仪扭矩转转速速速速速速速仪仪图7一1实验系统流程图图7一2电封闭传动实验台图7一3部分测试和分析仪器7.3实验样机及测点布置实验样机采用重庆起重机厂生产的SHO40型偏置式三环减速机，其基本性能参数如表7一2所示。
【引证文献】

相关期刊论文 前10条

1 李媛;黄秋波;朱晨;李兆辉;;三环减速器齿环板的有限元分析[J];辽宁科技大学学报;2010年01期

2 陈满意;石永科;;双驱型少齿差减速器弹性静力学分析[J];机械传动;2011年02期

3 杨承三;;输出轴支承轴承刚度对三环减速机动态性能的影响分析[J];机械工程师;2009年02期

4 应广驰,张策,宋轶民,张俊,余跃海;三环传动的弹性啮合、载荷分配和强度计算[J];机械设计;2004年08期

5 张俊,张策,宋轶民,刘建琴;忽略误差时三环减速器的参数对受力和均载状况的影响[J];机械设计;2004年11期

6 刘建琴;张策;宋轶民;张俊;;三环减速器的弹性静力分析[J];机械设计;2006年02期

7 杨承三;杨建明;;设计参数对三环传动动态性能的影响分析[J];机械设计;2006年08期

8 韩万喜;田娟;;三环减速器整机静力学有限元分析[J];机械设计;2007年04期

9 刘明涛;宋轶民;张策;;环板式行星分度凸轮机构压力角的计算[J];机械设计;2010年01期

10 刘明涛;张策;杨玉虎;;新型行星分度凸轮机构的原理及廓线[J];机械工程学报;2006年02期

相关博士学位论文 前4条

1 肖正明;土压平衡盾构机主减速器三级行星齿轮系统动力学[D];重庆大学;2011年

2 谢永春;双环减速器运动特性及其故障诊断研究[D];重庆大学;2004年

3 杨通强;斜齿行星传动动力学研究[D];天津大学;2004年

4 张俊;少齿差环板式减速器的弹性动力分析与动态设计方法研究[D];天津大学;2007年

相关硕士学位论文 前10条

1 潘孝彬;三环减速器多参数综合设计[D];天津理工大学;2010年

2 石永科;CHC型少齿差减速器CAD系统研究与开发[D];武汉理工大学;2011年

3 应广驰;三环传动弹性啮合效应的研究[D];天津大学;2004年

4 谭勇虎;两级同轴式双环减速机的动态特性研究[D];重庆大学;2004年

5 陈新动;双环式行星分度凸轮机构的设计与样机的试制和实验[D];天津大学;2006年

6 范爱萍;三环减速器参数化CAD图形系统开发[D];天津大学;2006年

7 戴红娟;三环减速器的设计与动力特性分析[D];扬州大学;2006年

8 陈向科;施密特平行轴联轴器理论研究[D];西安理工大学;2007年

9 白钰枝;并联式混合动力汽车动力合成装置的研究[D];西安理工大学;2007年

10 李君;轴装式串联少齿差行星传动装置的设计及动力学仿真研究[D];重庆大学;2007年

本文编号：2879121