【正文】 利用 ADAMS 進行固有特性分析 行星齒輪傳動系統(tǒng)自由振動特性（也稱固有特性）的分析包括預測系統(tǒng)的固有頻率及其振型特點。 這一彈性變形根據(jù) “ 寬齒 ” 或 “ 窄齒 ” 分別計算 。取小段 i 為對象 ， 設(shè)該小段的厚度為 iL ， 截面面積為 iA ， 高度為 pH ， 其余參數(shù)見圖 34。 可以表示為 gps ??? ?? 式中 ： s? 一單對輪齒的綜合彈性變形 p? 一單個主動齒輪的彈性變形 XXXXXXX 畢業(yè)設(shè)計論文 第 28 頁 g? 一單個被動齒輪的彈性變形 單對輪齒的綜合剛度按下式計算 gpgpss kkkkk ??? ?1 式中 ： sk 一單對輪齒的綜合剛度 pk 一主動齒輪的單齒剛度 gk 一被動齒輪的單齒剛度 圖 34 直齒輪輪齒剛度計算模犁 對重合度 21 ??? 的齒輪 ,其平均綜合嚙合剛度按下式計算 ? ? ? ? m inm a x 21 kkk m ???? ?? 式中 ： ? 一齒輪的重合度 maxk 一兩對齒嚙合時的輪齒剛度 mink 一一對齒嚙合時的輪齒剛度 下面介紹各項彈性變形的計算方法 計算直齒輪的彈性變形有材料力學方法 、 數(shù)學彈性力學方法和有限元法 。 以水平位置起點的行星輪為例，行星輪外嚙合力在絕對坐標系下 x、 y軸上的分量大小分別為： ? ?? ???? ??? tFF csns nx s in ? ??? ?? tFF csnsn y s in 同理分析，可以得到行星輪內(nèi)嚙合力在絕對坐標系下 x、 y軸上的分量大小分別為： ? ?? ???? ??? tFF crnr nx s in ? ??? ?? tFF crnrn y s in 圖 36 行星輪支承反力的投影 由圖 36可知，行星輪所受的支承反力在絕對坐標系 x、 y軸上的分量同樣隨其位置變化而呈現(xiàn)周期變化（圖中以黑粗線代表系桿 C）。依上述的已知條件可以求得 ： snxnsx FF ? = ?cosnsxns FF ? = 內(nèi)齒圈的受力分析如圖 44所示： XXXXXXX 畢業(yè)設(shè)計論文 第 23 頁 圖 34 內(nèi)齒圈的受力分析 圖中， nrF 為內(nèi)齒圈與行星輪的內(nèi)嚙合的輪齒法向載荷； nrxF 為內(nèi)嚙合的圓周切向力； nryF 為內(nèi)嚙合的徑向力； ? 為分度圓壓力角； rd 為分度圓半徑； 3P 為內(nèi)嚙合的嚙合點。 各齒輪主要參數(shù)見表 11。輪齒的法向載荷 nF 沿輪齒的嚙合線垂直作用在齒面上，將其在節(jié)點 P處分解為相互垂直的兩個分力，即圓周切 向 力 tF 與徑向力 rF ，對直齒圓柱齒輪傳動輪齒進行受力分析如圖 52所示。 本節(jié) 主要利用初始數(shù)據(jù)為后續(xù)的 ADAMS 運動仿真分析 進行相關(guān)設(shè)計參數(shù) 的計算 ，部分初始數(shù)據(jù)列表如下： 基本參數(shù) s p r c 齒數(shù) z 20 29 79 — 模數(shù) m — 齒寬 mm 25 28 25 25 質(zhì)量 /kg 轉(zhuǎn)動慣量 2rI? /kg 壓力角 ? ?20 變位中心距 a? /mm 太陽輪輸入轉(zhuǎn)速 /r/min 1500 行星架阻力矩 cT / mN? 670 尺寸參數(shù)與質(zhì)量參數(shù)的計算 尺寸 系數(shù)的計算 s p r 各齒輪分度圓直徑 ( mzd? )/mm 45 各齒輪分度圓半徑 r /mm 各齒輪基 圓圓直徑 ( ?cosddb ? )/mm 各齒輪基圓半徑 br /mm XXXXXXX 畢業(yè)設(shè)計論文 第 20 頁 質(zhì)量參數(shù)的計算 s p r c 各構(gòu)件的 轉(zhuǎn)動慣量 （ 2bzz IrI ? ） / 2mmkg? 其中 zzI 為各構(gòu)件繞 Z 軸的轉(zhuǎn)動慣量，忽略繞 YX、 的轉(zhuǎn)動慣量 yyxx II 、 。, ?? ； ? ?iii yx , 為各構(gòu)件位移 ? ?Nsrci ,2,1, ?? ； iii ru ?? ， iu 、 j? 分別為各構(gòu)件的扭轉(zhuǎn)線位移和扭轉(zhuǎn)角位移， ir 為各構(gòu)件的回轉(zhuǎn)半徑（若ci? ，則為 行星輪軸心到系桿幾何形心的距離 ；若 Nsri ,2,1, ?? ，則為各齒輪的基圓半徑 ）。 圖 22 中， OXY 為絕對參考坐標系， Oxy 為系桿隨動坐標系，并設(shè)定坐標系原點 O 為系桿理論安裝中心 ?？紤]到行星齒輪傳動中太陽輪、內(nèi)齒圈和行星架均可作為輸入和輸出構(gòu)件，故將這些構(gòu)件的轉(zhuǎn)動自由度均保留，并用扭轉(zhuǎn)彈簧與機架相連。每個構(gòu)件的運動都由 3 個自由度描述 :2 個平動自由度和 l 個轉(zhuǎn)動自由度。 ，以方便計算。忽略構(gòu)件的柔性變形，將輪齒間的嚙合變形看作彈簧的變形。行星齒輪分析模型是描述系統(tǒng)力學性質(zhì)的數(shù)學表達式，建立分析模型就是對系統(tǒng)動力學模型進行數(shù)學化處理，以得到相應(yīng)的數(shù)學表達式，它是行星齒輪動力學進一步分析的工具。本文得出了這三種振型的一般特征。 本文主要利用集中參數(shù)模型進行動力學方程的推導，利用動力學仿真分析軟件 ADAMS 建立仿真模型，并利用該模型進行后續(xù)分析。用這些模型來進行得星齒輪傳動的動態(tài)優(yōu)化設(shè)計幾乎不可能。 ， 可以承受更高的載荷和實現(xiàn)更大的傳動比 ， 但復合行星傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更復雜 ， 影響其動力學特性的構(gòu)件和因素很多 。 行星齒輪傳動動力學研究展望 近半個世紀以來 ， 科研人員對行星齒輪傳動系統(tǒng)作了大量的研究工作 ， 無論是理論研究 ， 還是實驗研究都取得了豐碩成果 ， 但是有關(guān)行星齒輪的一些特性還沒有研究透徹 。 行星齒輪傳動動力學研究現(xiàn)狀及展望 行星齒輪傳動動力學研究現(xiàn)狀 在 20世紀 50年代一些學者已經(jīng)開始對行星輪系在靜態(tài)條件下的載荷分配均勻性進行了研究。研究系統(tǒng)中動態(tài)激勵的傳遞及各零件的動態(tài)響應(yīng) ， 目的在于通過系統(tǒng)的設(shè)計修改 ， 減小動態(tài)激勵的傳遞 ， 降低系統(tǒng)各零件的振動 ， 減小支承軸承的受載 ，提高壽命 ， 降低振動和噪聲。目前 ，齒輪系統(tǒng)固有特性分析主要包括 :利用集中參數(shù)方法研究齒輪傳動系統(tǒng)的固有頻率和振型 ； 利用有限元方法計算齒輪輪體和箱體結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型 ； 利用靈敏度分析和動態(tài)優(yōu)化設(shè)計方法研究系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)、幾何參數(shù)與固有頻率和振型的關(guān)系 ， 進行動力 學 修改 ， 提高和改善系統(tǒng)的固有特性。對于任意物理系統(tǒng)，只要知道其作用力的性質(zhì)，引用牛頓運動定律，就可以研究這作用力對于這 物理系統(tǒng)的影響。 運動學 則是純粹描述物體的運動，完全不考慮導致運動的因素。差動輪系可進行運動合成的這種特性被廣泛應(yīng)用于機床、計算機構(gòu)及補償調(diào)整裝置中。這種輪系特別適合于飛行器。可見，根據(jù)需要行星齒輪系可獲得很大的傳動比。另一些類型則傳動比可以很大，但效率較低。行星齒輪除了能象定軸齒輪那樣圍繞著自己的轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動之外，它們的轉(zhuǎn)動軸還隨著行星架繞其它齒輪的軸線轉(zhuǎn)動 ， 繞自己軸線的轉(zhuǎn)動稱為 “ 自轉(zhuǎn) ” ，繞其它齒輪軸線的轉(zhuǎn)動稱為 “ 公轉(zhuǎn) ” ，就象太陽系中的 行星 那樣，因此得名。 因此 ， 對行星齒輪傳動系統(tǒng)動力學進行深入研究 ， 進而實現(xiàn)系統(tǒng)行星輪系的優(yōu)化設(shè)計 ， 以降低系統(tǒng)的振動和噪音 ， 具有重要理論意義和工程應(yīng)用價值 。 與普通齒 輪傳動相比，其最顯著的特點是在傳遞動力時可以進行功率分流 ， 并且輸入軸和輸出軸處在同一水平線上 。 齒輪系統(tǒng)是各種機器和機械設(shè)備中應(yīng)用最為廣泛的動力和運動傳遞裝置，其力學行為和工作性能對整個機器有著重要影響、機械的振動和噪聲，其中大部分來源于齒輪傳動工作時產(chǎn)生的振動。 關(guān)鍵詞 ：行星齒輪，動力學分析， ADAMS，仿真 XXXXXXX 畢業(yè)設(shè)計論文 Abstract: Plaary gear noise and vibration are primary concerns in their applications in the transmissions of marine vessels, aircrafts, automobiles, and heavy machinery. Dynamic analysis is essential to the noise and vibration reduction. This work analytically investigates some critical issues and advances the understanding of plaary gear dynamics. This work Developed An analytical dynamic model of NGW spur plaary gear unit. In order to derive the displacement relationships between gears and carrier, divided the plaary gear mechanism into several sub systems. The governing differential equations were obtained by Newton39。 本文 在系桿隨動參考坐標系下建立 NGW 型直齒行星齒輪傳動 的動力學模型 。XXXXXXX 畢業(yè)設(shè)計論文 作者 :AAA 直齒行星齒輪傳動動力學分析 XXXX 學 士 學 位 論 文 指導教師： BB 班級： CCC 班 2020 年 10 月 2 日 XXXXXXX 畢業(yè)設(shè)計論文 摘要 ： 行星齒輪被廣泛應(yīng)用于船舶、飛機、汽車、重型機械等許多領(lǐng)域，它的振動和噪音一直以來都是普遍關(guān)注的問題。 把行星齒輪機構(gòu)劃分成幾個相互關(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 推導出系統(tǒng)的運動微分方程 。s second law. ADAMS simulation analysis software for plaary gear drive system is applied to simulate and perform dynamic analysis. And solidworks software for plaary gear drive system to build threedimensional solid parametric modeling is applied. With a virtual prototype instead of the actual prototype for the design verification, the design quality and efficiency is improved. Key word： plaary gear transmissions, dynamic analysis, ADAMS, simulation XXXXXXX 畢業(yè)設(shè)計論文 目錄 1 緒論 ............................................................................................................................1 本 文研究的背景及意義 ...................................................................................... 1 行星齒輪傳動的特點及其應(yīng)用 ........................................................................... 1 行星齒輪傳動簡介 ................................................................................... 2 行星齒輪傳動的特點 ................................................................................ 2 行星齒輪傳動的應(yīng)用 ................................................................................ 2 齒輪系統(tǒng)動力學概述 ......................................................................................... 4 動力學概述 .............................................................................................. 4 齒輪系