熱彈耦合修形下的大功率行星齒輪傳動系統(tǒng)動態(tài)特性研究.pdf

1、課題來源于國家自然科學(xué)基金項目“超大功率多行星輪柔性銷軸風(fēng)電齒輪箱均載機理及構(gòu)型研究”(51405048)。行星齒輪傳動系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳動比大、能實現(xiàn)運動的合成和分解和功率分流等諸多優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于艦船傳動、風(fēng)電裝備、核能裝備、海洋平臺等諸多國家重大裝備工程領(lǐng)域。為適應(yīng)裝備的大型化發(fā)展，行星齒輪傳動系統(tǒng)也向著大功率、重載化方向發(fā)展。同時行星齒輪結(jié)構(gòu)復(fù)雜，非線性因素豐富，大功率下系統(tǒng)還會發(fā)生不可忽略的熱變形，加劇行星齒輪傳動系統(tǒng)的振

2、動和嚙合沖擊。
　　本文以大功率行星齒輪傳動系統(tǒng)為研究對象，針對嚙合沖擊和振動問題，綜合考慮熱彈耦合和嚙合錯位因素，對行星齒輪傳動系統(tǒng)進行修形設(shè)計，通過熱彈耦合接觸分析、齒廓偏差下的嚙合剛度和傳遞誤差分析、行星齒輪系統(tǒng)動態(tài)特性分析、響應(yīng)面模型分析，得到熱彈耦合下修形參數(shù)對行星齒輪系統(tǒng)動態(tài)特性的影響規(guī)律，并通過優(yōu)化設(shè)計得到最佳的修形參數(shù)組合。
　　論文主要研究內(nèi)容如下:
　　1)綜合行星齒輪系統(tǒng)傳動原理、結(jié)構(gòu)參數(shù)、輪齒修

3、形原理和齒面溫度場分析理論，建立行星齒輪系統(tǒng)熱彈耦合分析模型。選取合理的修形設(shè)計參數(shù)，對行星齒輪系統(tǒng)進行熱彈耦合接觸分析，分析系統(tǒng)齒面載荷分布，判斷嚙合沖擊情況，分析齒面溫度場分布;研究熱彈耦合下的齒廓和齒向修形參數(shù)對系統(tǒng)內(nèi)外嚙合副齒面載荷分布和齒面溫度場的影響。
　　2)推導(dǎo)溫度場引起的熱變形、齒廓修形、齒向修形和齒輪軸不平行造成的齒廓偏差分布;建立含齒廓偏差的直齒輪嚙合剛度和傳遞誤差分析模型;分析熱彈因素對嚙合剛度和傳遞誤差的

4、影響，研究熱彈耦合下齒廓和齒向修形參數(shù)對內(nèi)外嚙合副嚙合剛度和傳遞誤差的影響。
　　3)建立行星齒輪系統(tǒng)動力學(xué)分析模型，以嚙合剛度和傳遞誤差作為系統(tǒng)激勵，分析熱彈因素對系統(tǒng)動態(tài)特性的影響，研究熱彈耦合下的齒廓和齒向修形參數(shù)對行星齒輪系統(tǒng)動態(tài)特性的影響。
　　4)把響應(yīng)面法引入行星齒輪系統(tǒng)動態(tài)特性優(yōu)化分析中，根據(jù)熱彈耦合下的動態(tài)特性分析結(jié)果，選取合適目標(biāo)函數(shù)、設(shè)計變量和響應(yīng)面參數(shù)，建立基于響應(yīng)面法的行星齒輪動態(tài)特性優(yōu)化模型，確定