杨建明[1]2001年在《叁环传动弹性动力学的理论与实验研究》文中研究说明叁环传动是我国科技人员发明的新型的少齿差行星传动装置。该装置原理新颖,有许多独特的优点,如:传动比大,承载能力强,体积小,结构简单等。但振动、噪声较大,发热严重是其存在的突出问题,偏置型结构尤为严重。这些问题已经严重影响了其进一步推广应用。而所有这些问题都与动力学密切相关。另一方面,叁环传动属于过约束机构,对这种过约束机构的动力学理论研究严重滞后。因此,从实践和理论两个方面都迫切需要对叁环传动进行系统的弹性动力学研究。本论文正是基于这一迫切需要解决的问题而开展的。 和行星齿轮传动类似,叁环传动有多于一个的内齿轮和同一个外齿轮啮合。其内、外齿轮齿数之间必须满足一定的条件,否则,会出现装配困难或根本不能装配。本文对这种安装条件,进行了详细的分析,并结合有代表性的叁种机型,从便于管理和生产两个方面,对如何选择内、外齿轮齿数进行了探讨。叁环传动属于过约束机构,要建立其动力学分析模型,必须计及系统的弹性变形。本文对这些弹性变形进行了系统的分析,建立了弹性变形之间的协调条件。 本文首次系统地建立了叁环传动的弹性动力学方程。建立模型时,将整个传动系统分为输入轴子系统、支承轴子系统、内齿板子系统和输出轴子系统。分别建立各个子系统的振动方程,然后将各个子系统的振动方程组装成整体振动方程。在这个模型中,考虑了输入轴和支承轴的弹性弯曲变形、齿轮副的弹性变形、输入轴和支承轴行星轴承的弹性变形、偏心套的分度误差和偏心误差以及输出轴支承轴承的弹性变形。 分析了基于模态迭加法的封闭解法的实施过程,指出了其存在的问题,并推导了修正的方法。计算中对舍弃模态对系统动力学响应的影响引入了拟静态修正。 应用改进的封闭解法,首次对叁环传动的动力学行为进行了系统的研究,分析了内齿板的加速度、啮合齿轮的准静态载荷和动态载荷以及各个轴承的准静态载荷和动载荷。结果表明,多相机构并列对平衡机构载荷十分有利,使得箱体支承轴承所受的载荷大大降低。而且叁相机构并列后,不存在所谓的“死点冲击”。本文还首次计算出了叁环传动的固有频率。 研究了误差对叁环传动动力学响应的影响,结果表明,制造误差不仅影响叁相机构间的载荷均衡,而且还会使叁相机构的受力都有增加。 比较了不同构型的叁环传动的动力学响应,结果表明,对称型叁环传动的动力学表现远较偏置型优越。该结论说明,叁环传动振动的主要原因是参数激励,而非多篇文献所认为的死点冲击。 研究了叁环传动的设计参数对动态特性的影响趋势,这些参数包括:输入 轴行星轴承的刚度、支承轴行星轴承的刚度、齿轮综合啮合刚度、输出轴支承轴承刚度、内齿板的质量、输入轴与支承轴间的距离以及输入转速。
应广驰[2]2004年在《叁环传动弹性啮合效应的研究》文中研究说明叁环传动是我国科技人员发明的新型少齿差内啮合行星齿轮传动，这种传动方式原理新颖，具有传动比大，承载能力强，体积小，结构简单等诸多优点，在很多领域已得到了应用。叁环传动在足够大的载荷作用下，实际接触齿数会大于按重合度算出的理论啮合齿数。这是因为，在少齿差内啮合齿轮传动中，与处于啮合位置的齿对前后都相邻的几个齿对在进入啮合之前和脱离啮合之后，其内外齿轮的齿廓工作面间的间隙非常小；在施加载荷后，齿对的弹性变形有可能大于工作齿廓间隙，这些齿对就要发生接触并同时分担载荷，从而提高了齿轮传动的承载能力。我们将啮合齿轮因弹性变形多齿承载引起的齿轮承载能力提高的现象称为弹性啮合效应。因此，进行叁环传动弹性啮合效应的研究，对提高叁环减速器的承载能力，缩小齿轮和整机尺寸，降低制造成本具有重要意义。本文在考虑内外齿轮工作齿廓理论间隙、轮齿弹性变形的基础上，建立了叁环传动弹性啮合的理论分析模型，得到了同时啮合的齿对数和各齿对上的载荷分配情况。提出了在齿轮的强度计算中计及弹性啮合效应的方法，分析了齿轮主要设计参数对弹性啮合效应的影响。同时首次提出了按弯曲静强度校核的方法考虑制造误差对弹性啮合效应的影响。引入弹性啮合效应新设计了一台叁环减速器，对弹性啮合效应进行了实验验证。针对原重庆钢铁研究院型号系列表的不足之处，本课题组在齿轮强度计算中引入弹性啮合效应，并按标准等比级数分配传动比和中心距系列，设计了一套新产品型号系列表，经比较，其承载能力比相同规格的原有型号减速器有大幅度提高。本项研究的成果极大地发掘了叁环传动的潜力，将使这一新型传动型式获得更为广泛的应用。
温芳[3]2012年在《环式少齿差行星齿轮传动的非线性动力学研究》文中指出环式少齿差行星齿轮传动是一种由连杆机构和齿轮机构组合而成的传动装置。具有结构简单、传动比大,承载能力强等特点,但振动大、噪声高、发热严重一直是其存在的突出问题,这也在一定程度上影响了该传动的进一步推广和应用。现有动力学方面的研究仅局限于线性模型,而该类传动中不可避免地存在着间隙(如运动副间隙、齿侧间隙、轴承间隙)等非线性因素,这些因素将使该传动系统表现出非线性特征,为了全面反映该类传动的动力学行为特征,有必要对此类传动的非线性动力学问题进行研究。本文研究的目的就是为了解决环式少齿差行星齿轮传动非线性动力学方面的问题,以提高其动力学性能。主要内容包括：以目前应用最广泛的叁环齿轮传动作为研究对象。采用子结构综合法,将系统分为输入轴、支承轴、内齿板、输出齿轮及轴共四个子系统。在考虑齿轮时变啮合刚度、综合啮合误差以及齿侧间隙的情况下,采用集中质量法,建立了叁环齿轮传动系统的耦合非线性动力学模型。模型中考虑了各轴弹性变形、行星轴承弹性变形、输出轴支承轴承弹性变形、内齿板的横向和纵向位移以及输出轴横向和纵向位移。通过合适的坐标变换消除了刚体位移,并进行无量纲化处理,使方程易于求解。本文的模型建立方法同样适用于其它环式少齿差行星齿轮传动。研究了叁环齿轮传动系统的参数振动问题。采用多尺度法,研究了环齿轮传动系统在齿轮内部激励以及外部激励作用下的主共振、超谐共振和组合共振及其稳定性等问题,给出了各种共振响应的一次近似定常解表达式,并推导了此定常解稳定性存在的条件。采用谐波平衡法求解得到了叁环齿轮传动系统的稳态响应。分析了综合啮合误差和时变啮合刚度对叁环齿轮传动系统非线性频域特性的影响。采用Runge-Kutta数值方法和MATLAB软件对系统在不同激励频率下的动态响应进行数值仿真。得到了系统由倍周期通向混沌、拟周期通向混沌的道路。结合相图、Poincare映射图等对系统的单周期、多周期、拟周期和混沌响应进行分析和比较。为了验证非线性动力学模型的正确性,对叁环齿轮传动系统进行了两个动态实验：固有频率的测试以及动态响应的测试。根据齿轮平动的原理,设计了一种能实现完全动平衡的新型内平动齿轮传动装置。利用ANSYS软件对外齿板进行应力分析,结果表明其强度满足要求。同时,对这种传动进行了动力学分析,求出系统的固有频率以及主要零部件的动载荷,结果表明,载荷变化幅值较小,传动较平稳。
张道勇[4]2005年在《叁环传动的性能仿真及可视化》文中进行了进一步梳理本文对叁环式少齿差行星齿轮传动系统的运动学、动力学及其可视化技术进行了研究。 通过对系统的运动学分析,得出不同驱动工况下的环板数量配置条件。双驱动工况下单相机构即可实现运动的连续传输。单驱动工况下必须采用非对称两相机构并联或对称叁、四相机构并联等结构形式。 叁环传动采用叁相并联双曲柄机构作为输入机构,具有虚约束,在静力学上属于超静定系统。超静定系统的受力分析要采用构件的静力平衡条件和机构中有关弹性环节的变形协调关系。本文将转臂轴承视为弹性环节建立并提出适合于这类传动的变形协调普遍方程。 按照结构力学中处理超静定问题的载荷分组方法以及力学的迭加原理,在保证全部外载荷对原机构的作用效果及其内部受力状态不变的情况下,将任意工况下的叁环传动结构视为两组分别具有独立平衡力系的子结构的线性迭加,从而建立叁环传动的通用力学模型,并对转臂轴承和箱体轴承进行全面受力分析及动力学分析。 通过对不同型式及参数的叁环传动的动力分析对比,得出该类传动的设计准则,即标准型叁环传动宜采用双驱动,偏置型叁环传动宜采用单驱动; 以Windows为平台,以面向对象的VB6.0为工具,编制了大量程序,开发出叁环传动可视化设计应用软件系统。
参考文献：
[1]. 叁环传动弹性动力学的理论与实验研究[D]. 杨建明. 天津大学. 2001
[2]. 叁环传动弹性啮合效应的研究[D]. 应广驰. 天津大学. 2004
[3]. 环式少齿差行星齿轮传动的非线性动力学研究[D]. 温芳. 广西大学. 2012
[4]. 叁环传动的性能仿真及可视化[D]. 张道勇. 西安理工大学. 2005