熱彈耦合修形下的大功率行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性研究.pdf

1、課題來(lái)源于國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“超大功率多行星輪柔性銷(xiāo)軸風(fēng)電齒輪箱均載機(jī)理及構(gòu)型研究”(51405048)。行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)比大、能實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成和分解和功率分流等諸多優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于艦船傳動(dòng)、風(fēng)電裝備、核能裝備、海洋平臺(tái)等諸多國(guó)家重大裝備工程領(lǐng)域。為適應(yīng)裝備的大型化發(fā)展，行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)也向著大功率、重載化方向發(fā)展。同時(shí)行星齒輪結(jié)構(gòu)復(fù)雜，非線性因素豐富，大功率下系統(tǒng)還會(huì)發(fā)生不可忽略的熱變形，加劇行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的振

2、動(dòng)和嚙合沖擊。
　　本文以大功率行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)為研究對(duì)象，針對(duì)嚙合沖擊和振動(dòng)問(wèn)題，綜合考慮熱彈耦合和嚙合錯(cuò)位因素，對(duì)行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行修形設(shè)計(jì)，通過(guò)熱彈耦合接觸分析、齒廓偏差下的嚙合剛度和傳遞誤差分析、行星齒輪系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析、響應(yīng)面模型分析，得到熱彈耦合下修形參數(shù)對(duì)行星齒輪系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的影響規(guī)律，并通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)得到最佳的修形參數(shù)組合。
　　論文主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　1)綜合行星齒輪系統(tǒng)傳動(dòng)原理、結(jié)構(gòu)參數(shù)、輪齒修

3、形原理和齒面溫度場(chǎng)分析理論，建立行星齒輪系統(tǒng)熱彈耦合分析模型。選取合理的修形設(shè)計(jì)參數(shù)，對(duì)行星齒輪系統(tǒng)進(jìn)行熱彈耦合接觸分析，分析系統(tǒng)齒面載荷分布，判斷嚙合沖擊情況，分析齒面溫度場(chǎng)分布;研究熱彈耦合下的齒廓和齒向修形參數(shù)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)外嚙合副齒面載荷分布和齒面溫度場(chǎng)的影響。
　　2)推導(dǎo)溫度場(chǎng)引起的熱變形、齒廓修形、齒向修形和齒輪軸不平行造成的齒廓偏差分布;建立含齒廓偏差的直齒輪嚙合剛度和傳遞誤差分析模型;分析熱彈因素對(duì)嚙合剛度和傳遞誤差的

4、影響，研究熱彈耦合下齒廓和齒向修形參數(shù)對(duì)內(nèi)外嚙合副嚙合剛度和傳遞誤差的影響。
　　3)建立行星齒輪系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析模型，以嚙合剛度和傳遞誤差作為系統(tǒng)激勵(lì)，分析熱彈因素對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的影響，研究熱彈耦合下的齒廓和齒向修形參數(shù)對(duì)行星齒輪系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的影響。
　　4)把響應(yīng)面法引入行星齒輪系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性?xún)?yōu)化分析中，根據(jù)熱彈耦合下的動(dòng)態(tài)特性分析結(jié)果，選取合適目標(biāo)函數(shù)、設(shè)計(jì)變量和響應(yīng)面參數(shù)，建立基于響應(yīng)面法的行星齒輪動(dòng)態(tài)特性?xún)?yōu)化模型，確定