兩級功率分流式行星傳動的運(yùn)動學(xué)與動力學(xué)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(qiáng)。得益于比普通定軸傳動更多的應(yīng)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(yīng)用，比如:航天傳動機(jī)械、采礦起重機(jī)械、風(fēng)力發(fā)電、汽車傳動、國防事業(yè)。功率分流式行星傳動機(jī)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(jī)構(gòu)

2、運(yùn)行更加精確、更加穩(wěn)定?？紤]到分流式行星傳動機(jī)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(jìn)行傳動機(jī)理研究，因此，本文主要考慮從運(yùn)動學(xué)與動力學(xué)兩個方面，針對某類型兩級功率分流式行星傳動機(jī)構(gòu)進(jìn)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(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成進(jìn)行了分析，通過分析其機(jī)構(gòu)組成對其結(jié)構(gòu)進(jìn)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(zhǔn)行星傳動。之后對其設(shè)計流程進(jìn)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(yīng)求解、幾何尺寸計算、裝配條件驗算、機(jī)構(gòu)效率計算、最后進(jìn)行傳動件強(qiáng)度校核，這樣的系統(tǒng)流程進(jìn)行本文研究的分流式行星傳動機(jī)構(gòu)類型的設(shè)計。并用計算機(jī)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(yùn)動學(xué)方面，對本文研究的兩級功率分流式行星傳動機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析，推導(dǎo)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(jī)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(jìn)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(xué)方面，針對本文研究的行星傳動機(jī)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(xué)方程的影響，在建立其動力學(xué)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(xué)方程，之后求解了本機(jī)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(jī)構(gòu)實驗臺，分別進(jìn)行動力學(xué)實驗及運(yùn)動學(xué)實驗，動力學(xué)實驗選取并進(jìn)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(yīng)，通過某振動采集分析系統(tǒng)，對傳遞函數(shù)進(jìn)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(jìn)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(xué)模型的正確性。
　　運(yùn)動學(xué)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(fù)載和恒定系統(tǒng)負(fù)載變輸入