液力行星齿轮复合传动装置的动力学仿真和分析

发布时间：2017-07-01 01:07

  本文关键词：液力行星齿轮复合传动装置的动力学仿真和分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：由于工业生产中工艺条件的改变需要对高速驱动设备如泵和风机进行速度控制，基于功率分流和速度叠加原理的液力行星齿轮传动装置可以作为大机组泵、风机和压缩机的有效驱动装置，该装置传递效率高，性能稳定可靠。因此开展大功率高转速液力行星齿轮传动装置的研究和设计，，对于促进我国高耗能产业的节能减排，保证大型设备的安全稳定运行具有重大作用。本文采用多体动力学仿真软件SIMPACK对传动装置的动态特性进行仿真和分析，为装置的设计、优化提供一定的参考。 本文对多体系统中多刚体、多柔性体的运动方程进行了推导，介绍了SIMPACK中多体系统运动方程理论和算法，扼要的阐述了柔性体的三种离散化方法，同时对SIMPACK的FEMBS接口所涉及到的理论进行了详细的介绍。 根据液力行星齿轮传动系统的结构特点，对传动系统进行多体动力学要素分解，同时将机械主轴进行柔性化建模，而其他部件当做刚体处理。根据构建出系统的拓扑结构图，在SIMPACK软件中建立起液力行星齿轮传动装置的刚柔耦合的动力学仿真模型，然后就液力变矩器处于牵引工况时对系统进行动力学仿真，对系统中齿轮的受力、各滑动轴承最小油膜厚度和压力分布、柔性主轴的振动进行计算分析。发现固定行星轮系的啮合力变化幅度较大，而旋转行星轮系由于采用齿圈和太阳轮双浮动的结构，啮合力变化很小；由于柔性主轴的振动变形，主轴上的两个滑动轴承的油膜厚度和压力分布变化较大，而旋转行星轮系上的滑动轴承因为径向振动较小，其油膜厚度和压力分布变化很小；主轴在泵轮安装处、齿圈轮毂处、行星架支撑处由于离心力惯性力的作用径向振动最大。最后对系统进行模态分析，得出传动系统横向振动特征值。
【关键词】：液力传动 行星齿轮 刚柔耦合 动力学仿真
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH132;TH113
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-17
• 1.1 课题研究背景和意义8-10
• 1.2 国内外研究现状10-15
• 1.2.1 国外研究现状10-14
• 1.2.2 国内研究现状14
• 1.2.3 国内外对比分析14-15
• 1.3 本文的主要研究内容15-17
• 第2章 多体系统动力学理论17-30
• 2.1 多体系统运动学方程17-22
• 2.1.1 多刚体系统的运动学方程17-19
• 2.1.2 柔性体运动方程19-22
• 2.2 SIMPACK 多体动力学理论22-24
• 2.2.1 运动方程的建立22-23
• 2.2.2 拉格朗日第二方程23-24
• 2.2.3 牛顿-欧拉方程24
• 2.3 柔性体离散化建模理论24-26
• 2.4 SIMPACK 中 FEMBS 的介绍26-29
• 2.5 本章小结29-30
• 第3章 液力行星齿轮的建模30-48
• 3.1 液力行星齿轮的工作原理30-31
• 3.2 液力行星齿轮各组件的建模31-47
• 3.2.1 柔性主轴的建模33-41
• 3.2.2 齿轮建模41-43
• 3.2.3 轴承建模43-46
• 3.2.4 齿形联轴器建模46-47
• 3.3 本章小结47-48
• 第4章 液力行星齿轮的计算仿真分析48-59
• 4.1 额定工况的仿真分析48-55
• 4.1.1 行星轮系仿真结果分析49-50
• 4.1.2 滑动轴承分析50-53
• 4.1.3 主轴振动分析53-55
• 4.2 液力行星齿轮横向振动分析55-58
• 4.3 本章小结58-59
• 结论59-61
• 参考文献61-66
• 致谢66

【共引文献】

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本文编号：504078