【正文】
樣的近似誤差不大。,分別是兩物體的泊松比,分別是兩物體的彈性模量。本文太陽輪和行星輪的材料為,泊松比,內(nèi)齒圈的材料為,泊松比,可算得Rp=,Rs=,Rr = ,可得。2)碰撞指數(shù)(Force Exponent)。碰撞指數(shù)e反映了材料的非線性程度。其推薦值:,橡膠材料為2。3)最大阻尼系數(shù)(Damping)。最大阻尼系數(shù)表征碰撞能量的損失。其值通常設(shè)為剛度系數(shù)的 ~1%。4)切入深度(Penetration Depth)。切入深度表征最大阻尼時(shí)的侵入深度。剛碰撞時(shí),沒有阻尼力,隨著侵入深度增大,阻尼力加大,直到最大阻尼力。 仿真計(jì)算仿真條件:給行星架施加1500r/min的轉(zhuǎn)速,給太陽輪負(fù)載轉(zhuǎn)矩670Nm為了防止負(fù)載突變使用函數(shù)step(time,0,0,670000),、碰撞力指數(shù)e=。 輸入輸出轉(zhuǎn)速仿真結(jié)果及分析圖52 太陽輪(輸入)轉(zhuǎn)速圖53 行星架(輸出)轉(zhuǎn)速根據(jù)圖5圖53中的轉(zhuǎn)速曲線,可作如下分析:1) 從速度方向上分析圖52為太陽輪(輸入)和行星架(輸出)轉(zhuǎn)速隨時(shí)間t變化曲線。從圖中可以看出轉(zhuǎn)速方向相同,均為正方向(取逆時(shí)針方向?yàn)檎M足NGW型行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的嚙合方向關(guān)系。2) 從轉(zhuǎn)速大小上分析在系統(tǒng)啟動(dòng)階段,輸出軸轉(zhuǎn)速由靜止快速達(dá)到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速,因此會(huì)使得系統(tǒng)間存在較大的沖擊,表現(xiàn)為輸出軸轉(zhuǎn)速會(huì)出現(xiàn)較大的波動(dòng),并且其波動(dòng)的幅值隨系統(tǒng)的逐步穩(wěn)定而減小。當(dāng)輸出軸轉(zhuǎn)速趨于平穩(wěn)后,即系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)階段,輸入軸轉(zhuǎn)速為,輸出軸轉(zhuǎn)速平均值為,由此得到仿真?zhèn)鲃?dòng)比=,與理論設(shè)計(jì)值=。在穩(wěn)定傳動(dòng)階段,輸出軸轉(zhuǎn)速成周期性波動(dòng),是與齒輪傳動(dòng)過程中內(nèi)部激勵(lì)引起的沖擊和振動(dòng)有關(guān)。 接觸力仿真結(jié)果及分析圖54(a) SP1齒輪x向(切向)接觸力時(shí)域頻域圖圖54(b) SP2齒輪x向(切向)接觸力時(shí)域頻域圖圖54(c) SP3齒輪x向(切向)接觸力時(shí)域頻域圖圖55(a) SP1齒輪接觸力時(shí)域頻域圖圖55(b) SP2齒輪接觸力時(shí)域頻域圖圖55(c) SP3齒輪接觸力時(shí)域頻域圖圖56(a) RP1齒輪x向(切向)接觸力時(shí)域頻域圖圖56(b) RP2齒輪x向(切向)接觸力時(shí)域頻域圖圖56(c) RP3齒輪x向(切向)接觸力時(shí)域頻域圖圖57(a) RP1齒輪接觸力時(shí)域頻域圖圖57(b) RP2齒輪接觸力時(shí)域頻域圖圖57(c) RP3齒輪接觸力時(shí)域頻域圖在分析接觸力時(shí),把接觸力沿x軸的分力稱為嚙合力(齒輪的切向力)。根據(jù)圖54至圖57中各曲線,可作如下分析:1) 從時(shí)間歷程上分析在系統(tǒng)啟動(dòng)階段,由于速度發(fā)生突變,從而產(chǎn)生沖擊,接觸力(嚙合力)有較大的波動(dòng);當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)定傳動(dòng)階段后,接觸力在一個(gè)均值附近上下波動(dòng),并呈現(xiàn)周期性,這也體現(xiàn)了輪齒周期性嚙入嚙出的特點(diǎn)。這里需要注意的是,由于行星傳動(dòng)并非定軸轉(zhuǎn)動(dòng),行星齒輪不但有圍繞行星軸的自轉(zhuǎn),也有隨著行星架的公轉(zhuǎn),因此,嚙合力(因其是對x軸的分量)呈現(xiàn)出諧波性,這也是行星齒輪傳動(dòng)嚙合力與定軸轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪間的嚙合力(切向力)的區(qū)別所在。并且太陽輪與三個(gè)行星輪間的三對嚙合力之間存在相位差。同樣,三個(gè)行星輪與內(nèi)齒圈間的三對嚙合力之間也存在相同的相位差。2) 從接觸力大小上分析對于太陽輪與行星輪之間的三對接觸力,、。對于內(nèi)齒圈與行星輪之間的三對接觸力,它們的平均值分別為:、。6 全文總結(jié)及展望 全文總結(jié)對行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行深入研究,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)行星輪系的優(yōu)化設(shè)計(jì),以降低系統(tǒng)的振動(dòng)和噪音,具有重要理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。本文分析了行星齒輪動(dòng)力學(xué)當(dāng)中的一些關(guān)鍵性問題,提高了對于行星齒輪傳動(dòng)動(dòng)態(tài)特性的理解。本文的主要工作和研究成果如下:(1)本文在深入了解NGW型直齒行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和機(jī)構(gòu)工作原理的基礎(chǔ)上,建立了比較精確的彈性動(dòng)力學(xué)模型。本文是在系桿隨動(dòng)參考坐標(biāo)系下建立NGW型直齒行星齒輪傳動(dòng)的動(dòng)力學(xué)模型。把行星齒輪機(jī)構(gòu)劃分成幾個(gè)相互關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng),通過分析各構(gòu)件間的相對位移關(guān)系利用牛頓第二定律推導(dǎo)出系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)微分方程。(2)在ADAMS軟件中建立動(dòng)力學(xué)仿真模型,通過ADAMS振動(dòng)模塊對機(jī)構(gòu)進(jìn)行了系統(tǒng)的固有特性分析,得出了其固有頻率和振型。并將結(jié)果與集中參數(shù)模型進(jìn)行了對比,相差無幾,證明模型建立基本正確。并分析整理得出系統(tǒng)的三種振動(dòng)模式為位移振動(dòng)模式、扭轉(zhuǎn)振動(dòng)模式和行星輪振動(dòng)模式。(3)利用solidworks建立了行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)體模型,并將其導(dǎo)入到動(dòng)力學(xué)軟件ADAMS中,以此對行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了動(dòng)響應(yīng)仿真分析。得出了輸入輸出轉(zhuǎn)速,驗(yàn)證了系統(tǒng)傳動(dòng)比。分析了齒輪間接觸力在時(shí)域與頻域上的變化規(guī)律。 展望(1) 摩擦力是引起齒輪振動(dòng)的一個(gè)重要激勵(lì)源。本文未考慮摩擦力的影響,故在后續(xù)研究中可以考慮加入摩擦力的因素。(2) 利用ADAMS建模與仿真過程的能力運(yùn)用還有待進(jìn)一步提高。參考文獻(xiàn)[1].,Smith Wwlbourn, Tooth Loads in Epicyclic Gears[J].ASME Journal of Engineering for Industry,1974 [2] Gear Vibration[J].ASME Journal of Engineering for Industry,1976 [3] Response of Planetary Trains to Mesh Parametric Excitations[J].ASME Journal of Mechanical . 118, .[4]Teruaki Hidaka,Yoshio Behavior of Planet ary Gear[J]. 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