多級斜齒行星齒輪傳動系統動力學研究.pdf

1、多級行星齒輪傳動系統采用多個行星輪共同承擔載荷，形成功率分流;具有傳動比大、結構緊湊、效率高、承載能力大、傳動平穩(wěn)等諸多優(yōu)點，在眾多的機械工業(yè)產品中應用廣泛。但由于制造安裝過程中不可避免的誤差激勵和輪齒時變嚙合剛度激勵以及嚙合沖擊等因素的影響，行星齒輪傳動系統很難實現載荷在行星輪間均勻分配，載荷不均勻分配引起振動與噪聲，嚴重影響傳動裝置的穩(wěn)定性與可靠性。因此，針對多級斜齒行星齒輪傳動系統，有必要進行深入的動力學研究，剖析系統動力學均載特

2、性與誤差及剛度之間的關系，為改善系統均載特性提出相應的措施。本論文圍繞這一目的，開展了相關研究，主要內容如下:
　　首先，采用集中質量法建立多級斜齒行星齒輪傳動系統動力學模型。考慮每一個構件三個正交方向位移和繞軸向扭轉位移，綜合考慮時變嚙合剛度激勵，制造安裝誤差位移激勵。建立彈性變形協調條件描述誤差、振動位移和彈性變形三者之間的關系，并根據牛頓第二定律，建立系統振動微分方程組。
　　其次，提出行星齒輪均載系數定義和計算公式，

3、采用動力學均載系數評價系統均載特性。以2MW風力發(fā)電齒輪箱為例，計算得到動力學模型中的參數，如轉動慣量、嚙合阻尼、行星架扭轉剛度和嚙合剛度等參數。對所創(chuàng)建的二階系統微分方程降階，運用Rung-kutta數值法求解得到系統各構件振動位移、速度和加速度，結合彈性變形協調方程，確定各個嚙合副彈性變形，進一步得到系統動力學均載系數。
　　再次，開展了2MW風力發(fā)電齒輪箱均載特性實驗。分別在內齒圈相鄰2π/n相位齒根處粘貼應變片，采樣頻率為

4、2000Hz，記錄得到不同齒根處的應變分布形態(tài)。以行星架轉動1/n圈為周期，求取一次齒根應變最大值，并將其保存到應變矩陣中，根據實驗方法中均載系數的計算公式處理應變矩陣;計算得到不同工況下內嚙合均載系數，與動力學模型計算得到的數據對比，驗證了集中質量法動力學模型的正確性。
　　最后，以3MW風力發(fā)電齒輪箱為研究對象，分別得到系統各級行星輪系統動力學均載系數曲線。從均載特性優(yōu)化角度考慮，研究了系統誤差對均載特性的影響，均載系數對各構