兩級(jí)功率分流式行星傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)分析.pdf

1、行星傳動(dòng)具有多種顯著的優(yōu)異特點(diǎn)，常見(jiàn)優(yōu)點(diǎn)如:傳動(dòng)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(dòng)更多的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)，行星齒輪傳動(dòng)在各種類型的使用場(chǎng)景中取得了普遍應(yīng)用，比如:航天傳動(dòng)機(jī)械、采礦起重機(jī)械、風(fēng)力發(fā)電、汽車傳動(dòng)、國(guó)防事業(yè)。功率分流式行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相比于常用的行星傳動(dòng)，其傳動(dòng)比范圍更大，同時(shí)因?yàn)榫邆涔β史至魈匦裕啾扔谕瘸潭葌鲃?dòng)范圍的普通傳動(dòng)，其整體的結(jié)構(gòu)承載及對(duì)抗激勵(lì)沖擊能力更加優(yōu)異，因此傳動(dòng)過(guò)程中，分流式傳動(dòng)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(dòng)機(jī)構(gòu)的巨大潛力，有必要針對(duì)功率分流式行星傳動(dòng)此種傳動(dòng)類型進(jìn)行傳動(dòng)機(jī)理研究，因此，本文主要考慮從運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)兩個(gè)方面，針對(duì)某類型兩級(jí)功率分流式行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行相關(guān)傳動(dòng)研究及實(shí)驗(yàn)，主要包括:
　　首先對(duì)兩級(jí)功率分流式行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成進(jìn)行了分析，通過(guò)分析其機(jī)構(gòu)組成對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡(jiǎn)化，將兩級(jí)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為第一級(jí)兩自由度差動(dòng)行星傳動(dòng)和第二級(jí)單自由度準(zhǔn)行星傳動(dòng)。之后對(duì)其設(shè)計(jì)流程進(jìn)行分析，按照

3、給定設(shè)計(jì)要求、配齒計(jì)算、傳動(dòng)比誤差檢驗(yàn)、模數(shù)計(jì)算、嚙合參數(shù)計(jì)算、變位判斷及相應(yīng)求解、幾何尺寸計(jì)算、裝配條件驗(yàn)算、機(jī)構(gòu)效率計(jì)算、最后進(jìn)行傳動(dòng)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(dòng)機(jī)構(gòu)類型的設(shè)計(jì)。并用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言將設(shè)計(jì)流程編寫(xiě)成電腦軟件，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)計(jì)算量、提高設(shè)計(jì)速度和計(jì)算精度。
　　運(yùn)動(dòng)學(xué)方面，對(duì)本文研究的兩級(jí)功率分流式行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析，推導(dǎo)了其系統(tǒng)傳動(dòng)比、系統(tǒng)各級(jí)各構(gòu)件的轉(zhuǎn)速、系統(tǒng)傳動(dòng)效率計(jì)算模型、兩級(jí)功率分流比例

4、系數(shù)計(jì)算公式。同時(shí)分別對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的兩級(jí)行星排特性參數(shù)與系統(tǒng)總傳動(dòng)比、各傳動(dòng)件轉(zhuǎn)速、以及傳動(dòng)過(guò)程中兩級(jí)傳動(dòng)的傳遞功率的分流比例進(jìn)行分析。分析計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)整體傳動(dòng)比絕對(duì)值分別與兩級(jí)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(jí)傳動(dòng)各構(gòu)件以及第二級(jí)傳動(dòng)中的太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)速僅與第一級(jí)傳動(dòng)的行星排特性參數(shù)有關(guān)，具體表現(xiàn)為呈反比。第二級(jí)傳動(dòng)的輸出件轉(zhuǎn)速，與兩級(jí)傳動(dòng)的行星排特性參數(shù)呈反比。
　　動(dòng)力學(xué)方面，針對(duì)本文研究的行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

5、，建立了其平移-扭轉(zhuǎn)耦合模型，考慮到時(shí)變嚙合剛度、尺側(cè)間隙等因素對(duì)動(dòng)力學(xué)方程的影響，在建立其動(dòng)力學(xué)微分方程組時(shí)，將上述因素考慮在內(nèi)，建立了非線性動(dòng)力學(xué)方程，之后求解了本機(jī)構(gòu)的固有頻率。同時(shí)針對(duì)行星輪數(shù)目的變化是否會(huì)對(duì)系統(tǒng)固有頻率產(chǎn)生影響，將取第一級(jí)行星輪數(shù)目為三個(gè)，第二級(jí)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(jí)功率分流式行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，分別進(jìn)行動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)及運(yùn)動(dòng)學(xué)實(shí)驗(yàn)，動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)選取并進(jìn)行固態(tài)特

6、性實(shí)驗(yàn)，使用激勵(lì)力錘多次手動(dòng)敲擊行星齒輪箱箱體，通過(guò)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(lì)后的響應(yīng)，通過(guò)某振動(dòng)采集分析系統(tǒng)，對(duì)傳遞函數(shù)進(jìn)行解析，獲得了傳動(dòng)系統(tǒng)的六階固有頻率。將試驗(yàn)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(duì)比，在可允許的誤差范圍內(nèi)，驗(yàn)證了建立的非線性動(dòng)力學(xué)模型的正確性。
　　運(yùn)動(dòng)學(xué)實(shí)驗(yàn)采用行星傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)效率實(shí)驗(yàn)，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