有限元-接觸法計算含滾動元件軸承的行星齒輪的準靜態(tài)相應、齒根應力和行星輪負載均衡.pdf

1、該研究運用最前沿的有限元/接觸方法研究了含滾動元件軸承的行星齒輪的準靜態(tài)相應、負載均衡和齒根應力。有限元/接觸方法在過去的研究中被廣泛運用于精確計算齒輪間的彈性接觸。大部分已知的關于行星齒輪的研究使用集中剛度矩陣代替含滾動元件軸承。
　　該研究首先依據真實軸承產品建立了二維獨立軸承模型，并通過準靜態(tài)分析探究獨立軸承模型的剛度和形變特性。該模型探明了軸承內滾動元件的運動學軌跡導致的軸承剛度和偏移的周期性變化，和載荷與徑向間隙變化導致

2、的非線性剛度變化。
　　隨后，該研究建立了基于真實直升機應用的二維行星齒輪模型，并在分別應用剛度矩陣軸承模型和接觸軸承模型的情況下進行準靜態(tài)分析。當使用剛度矩陣軸承時，因軸承剛度的非線性特性，模型對行星齒輪中央部件的部分自由度均值的計算存在顯著誤差。當使用接觸軸承時，模型還捕捉到了由周期性變化的軸承偏移導致的行星架旋轉自由度內的低頻成分，和由周期性變化的軸承剛度導致的行星輪負載的調制現(xiàn)象。針對載荷和間隙的參數分析表明該低頻組分和調

3、制在多種工況下均有顯著效應。行星齒輪軸位置誤差會造成不均衡的行星輪負載，但該現(xiàn)象對軸承的建模方式并不敏感。
　　最后，該研究建立了基于同一系統(tǒng)的三維行星齒輪模型，并通過靜態(tài)分析該系統(tǒng)的兩個典型狀態(tài)探究滾動元件軸承對軸承座圈形變、齒根應力、齒接觸壓力、靜態(tài)傳動誤差和行星輪負載均衡的影響。通過對該模型分別應用剛度矩陣軸承模型和接觸軸承模型，作者確定了接觸軸承模型能夠更加準確地計算軸承座圈形變。軸承座圈形變與軸承內滾動元件的協(xié)同作用導致