采用低耗齒輪設(shè)計(jì)的大速比行星傳動(dòng)動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、采煤機(jī)截割部和風(fēng)力發(fā)電機(jī)增速箱等齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)中常常要求傳動(dòng)系統(tǒng)具有很大的傳動(dòng)比。NGWN(Ⅱ)型行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)大傳動(dòng)比（50～500），并且具有結(jié)構(gòu)緊湊、零部件數(shù)量少的優(yōu)點(diǎn)。但該類(lèi)傳動(dòng)存在效率較低的問(wèn)題，影響了其廣泛使用。
　　本課題是國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究計(jì)劃（973計(jì)劃，深部危險(xiǎn)煤層無(wú)人采掘裝備關(guān)鍵基礎(chǔ)研究）的課題四：重載突變工況的高效動(dòng)力傳遞原理及自適應(yīng)控制方法（NO.2014CB046304）研究?jī)?nèi)容的組成部分。針對(duì)NG

2、WN(Ⅱ)型行星齒輪傳動(dòng)，在分析國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，本文開(kāi)展了以下研究工作：
　?、俨捎眉袇?shù)法，建立了NGWN(Ⅱ)型行星傳動(dòng)的純扭轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)模型，研究了 NGWN(Ⅱ)型行星傳動(dòng)的固有特性，通過(guò)求解無(wú)阻尼自由振動(dòng)方程的特征值問(wèn)題獲得了傳動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率和振型，總結(jié)了NGWN(Ⅱ)型行星傳動(dòng)的振動(dòng)模態(tài)特征；采用數(shù)值方法求解了系統(tǒng)在恒定載荷下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，并對(duì)嚙合副動(dòng)態(tài)嚙合力在時(shí)域和頻域里進(jìn)行了分析；分析了工況參數(shù)（輸入轉(zhuǎn)速和輸

3、入扭矩）對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的影響，獲得了系統(tǒng)共振特性和適用的工況。最后，對(duì)比了NGWN(Ⅱ)與常用的 NGW在相同工況下的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)，發(fā)現(xiàn)在輸入工況一致的情況下NGWN(Ⅱ)比NGW的振動(dòng)大得多。
　?、卺槍?duì)NGWN(Ⅱ)型行星傳動(dòng)效率較低的問(wèn)題，采用單元分析法研究了NGWN(Ⅱ)型行星傳動(dòng)效率較低的原因，提出采用低耗齒輪設(shè)計(jì)方法提升其效率。該方法通過(guò)同時(shí)調(diào)整輪齒的變位系數(shù)和齒頂高系數(shù)使得嚙出重合度和嚙入重合度相等且端面重合度較小，使

4、得嚙合副的效率顯著提升。說(shuō)明了在NGWN(Ⅱ)型行星傳動(dòng)中應(yīng)在兩對(duì)內(nèi)嚙合副中采用低耗齒輪設(shè)計(jì)，獲得了采用低耗齒輪設(shè)計(jì)的重合度與系統(tǒng)效率的關(guān)系。
　　③對(duì)采用低耗齒輪設(shè)計(jì)提升效率但降低了重合度的NGWN(Ⅱ)型行星傳動(dòng)的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了研究，分析了低耗齒輪設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)的影響，獲得了NGWN(Ⅱ)采用低耗齒輪設(shè)計(jì)的重合度與動(dòng)力學(xué)性能之間的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合采用低耗齒輪設(shè)計(jì)的重合度與系統(tǒng)效率的關(guān)系，提出了考慮效率和動(dòng)力學(xué)性能