兩級功率分流式行星傳動的運動學與動力學分析.pdf

1、行星傳動具有多種顯著的優(yōu)異特點，常見優(yōu)點如:傳動比范圍廣、體積小、質(zhì)量輕、承載及抗沖擊能力強。得益于比普通定軸傳動更多的應用優(yōu)點，行星齒輪傳動在各種類型的使用場景中取得了普遍應用，比如:航天傳動機械、采礦起重機械、風力發(fā)電、汽車傳動、國防事業(yè)。功率分流式行星傳動機構(gòu)相比于常用的行星傳動，其傳動比范圍更大，同時因為具備功率分流特性，相比于同等程度傳動范圍的普通傳動，其整體的結(jié)構(gòu)承載及對抗激勵沖擊能力更加優(yōu)異，因此傳動過程中，分流式傳動機構(gòu)

2、運行更加精確、更加穩(wěn)定。考慮到分流式行星傳動機構(gòu)的巨大潛力，有必要針對功率分流式行星傳動此種傳動類型進行傳動機理研究，因此，本文主要考慮從運動學與動力學兩個方面，針對某類型兩級功率分流式行星傳動機構(gòu)進行相關(guān)傳動研究及實驗，主要包括:
　　首先對兩級功率分流式行星傳動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成進行了分析，通過分析其機構(gòu)組成對其結(jié)構(gòu)進行了簡化，將兩級傳動結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為第一級兩自由度差動行星傳動和第二級單自由度準行星傳動。之后對其設(shè)計流程進行分析，按照

3、給定設(shè)計要求、配齒計算、傳動比誤差檢驗、模數(shù)計算、嚙合參數(shù)計算、變位判斷及相應求解、幾何尺寸計算、裝配條件驗算、機構(gòu)效率計算、最后進行傳動件強度校核，這樣的系統(tǒng)流程進行本文研究的分流式行星傳動機構(gòu)類型的設(shè)計。并用計算機語言將設(shè)計流程編寫成電腦軟件，簡化設(shè)計計算量、提高設(shè)計速度和計算精度。
　　運動學方面，對本文研究的兩級功率分流式行星傳動機構(gòu)進行分析，推導了其系統(tǒng)傳動比、系統(tǒng)各級各構(gòu)件的轉(zhuǎn)速、系統(tǒng)傳動效率計算模型、兩級功率分流比例

4、系數(shù)計算公式。同時分別對傳動機構(gòu)的兩級行星排特性參數(shù)與系統(tǒng)總傳動比、各傳動件轉(zhuǎn)速、以及傳動過程中兩級傳動的傳遞功率的分流比例進行分析。分析計算結(jié)果發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)整體傳動比絕對值分別與兩級的行星排特性參數(shù)呈正相關(guān)關(guān)系。不考慮輸入轉(zhuǎn)速的影響，第一級傳動各構(gòu)件以及第二級傳動中的太陽輪轉(zhuǎn)速僅與第一級傳動的行星排特性參數(shù)有關(guān)，具體表現(xiàn)為呈反比。第二級傳動的輸出件轉(zhuǎn)速，與兩級傳動的行星排特性參數(shù)呈反比。
　　動力學方面，針對本文研究的行星傳動機構(gòu)

5、，建立了其平移-扭轉(zhuǎn)耦合模型，考慮到時變嚙合剛度、尺側(cè)間隙等因素對動力學方程的影響，在建立其動力學微分方程組時，將上述因素考慮在內(nèi)，建立了非線性動力學方程，之后求解了本機構(gòu)的固有頻率。同時針對行星輪數(shù)目的變化是否會對系統(tǒng)固有頻率產(chǎn)生影響，將取第一級行星輪數(shù)目為三個，第二級行星輪數(shù)目取三到六，研究系統(tǒng)的固有頻率變化情況。
　　搭建了本文研究的兩級功率分流式行星傳動機構(gòu)實驗臺，分別進行動力學實驗及運動學實驗，動力學實驗選取并進行固態(tài)特

6、性實驗，使用激勵力錘多次手動敲擊行星齒輪箱箱體，通過布置在齒輪箱箱體上的徑向、軸向、周向的加速度傳感器采集齒輪箱系統(tǒng)在受到力錘敲擊激勵后的響應，通過某振動采集分析系統(tǒng)，對傳遞函數(shù)進行解析，獲得了傳動系統(tǒng)的六階固有頻率。將試驗采集后分析獲得的頻率值與理論求解獲得的固有頻率值進行對比，在可允許的誤差范圍內(nèi)，驗證了建立的非線性動力學模型的正確性。
　　運動學實驗采用行星傳動系統(tǒng)的傳動效率實驗，在恒定輸入轉(zhuǎn)速變系統(tǒng)負載和恒定系統(tǒng)負載變輸入