采用低耗齒輪設計的大速比行星傳動動力學研究.pdf

1、采煤機截割部和風力發(fā)電機增速箱等齒輪傳動系統(tǒng)中常常要求傳動系統(tǒng)具有很大的傳動比。NGWN(Ⅱ)型行星齒輪傳動系統(tǒng)能實現大傳動比（50～500），并且具有結構緊湊、零部件數量少的優(yōu)點。但該類傳動存在效率較低的問題，影響了其廣泛使用。
　　本課題是國家重點基礎研究計劃（973計劃，深部危險煤層無人采掘裝備關鍵基礎研究）的課題四：重載突變工況的高效動力傳遞原理及自適應控制方法（NO.2014CB046304）研究內容的組成部分。針對NG

2、WN(Ⅱ)型行星齒輪傳動，在分析國內外研究現狀的基礎上，本文開展了以下研究工作：
　?、俨捎眉袇捣?，建立了NGWN(Ⅱ)型行星傳動的純扭轉動力學模型，研究了 NGWN(Ⅱ)型行星傳動的固有特性，通過求解無阻尼自由振動方程的特征值問題獲得了傳動系統(tǒng)的固有頻率和振型，總結了NGWN(Ⅱ)型行星傳動的振動模態(tài)特征；采用數值方法求解了系統(tǒng)在恒定載荷下的動態(tài)響應，并對嚙合副動態(tài)嚙合力在時域和頻域里進行了分析；分析了工況參數（輸入轉速和輸

3、入扭矩）對系統(tǒng)動態(tài)響應的影響，獲得了系統(tǒng)共振特性和適用的工況。最后，對比了NGWN(Ⅱ)與常用的 NGW在相同工況下的動力學響應，發(fā)現在輸入工況一致的情況下NGWN(Ⅱ)比NGW的振動大得多。
　?、卺槍GWN(Ⅱ)型行星傳動效率較低的問題，采用單元分析法研究了NGWN(Ⅱ)型行星傳動效率較低的原因，提出采用低耗齒輪設計方法提升其效率。該方法通過同時調整輪齒的變位系數和齒頂高系數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。說明了在NGWN(Ⅱ)型行星傳動中應在兩對內嚙合副中采用低耗齒輪設計，獲得了采用低耗齒輪設計的重合度與系統(tǒng)效率的關系。
　　③對采用低耗齒輪設計提升效率但降低了重合度的NGWN(Ⅱ)型行星傳動的動力學特性進行了研究，分析了低耗齒輪設計參數對動力學響應的影響，獲得了NGWN(Ⅱ)采用低耗齒輪設計的重合度與動力學性能之間的關系。在此基礎上，結合采用低耗齒輪設計的重合度與系統(tǒng)效率的關系，提出了考慮效率和動力學性能