机械工程学报
機械工程學報
궤계공정학보
CHINESE JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING
2014年
15期
104-112
,共9页
张俊%刘先增%焦阳%宋轶民
張俊%劉先增%焦暘%宋軼民
장준%류선증%초양%송질민
行星传动%动力学建模%固有特性%刚柔耦合模型
行星傳動%動力學建模%固有特性%剛柔耦閤模型
행성전동%동역학건모%고유특성%강유우합모형
planetary gear trains%dynamic modeling%natural frequency%discrete-continuum model
采用动态子结构法建立计入内齿圈柔性的行星传动刚柔耦合动力学模型,将内齿圈视为弹性连续体,导出内外约束条件下的运动微分方程,并将其与刚体构件的集中参数方程相结合,构建出系统的运动微分方程.基于所建模型,进行柔性齿圈直齿行星齿轮系的自由振动分析和相关试验验证.理论分析揭示出此类系统的振型可归结为4类:中心构件扭转振动模式、中心构件平移振动模式、行星轮振动模式和内齿圈振动模式,并给出每类振动模式的特征和降阶计算公式.数值仿真表明,内齿圈柔性使系统低阶固有频率降低,且新呈现的内齿圈振动模式对应的固有频率位于整个系统固有频率的中低频段,故在后续行星轮系的动态设计中应计及齿圈柔性的影响.振动试验则表明,内齿圈柔性对系统振动特性存在一定影响,除啮频激励和箱体结构共振外,行星传动中还存在低阶谐振现象;对于中低速工况下且太阳轮浮动的行星传动而言,减小齿圈柔性有利于降低系统振动.
採用動態子結構法建立計入內齒圈柔性的行星傳動剛柔耦閤動力學模型,將內齒圈視為彈性連續體,導齣內外約束條件下的運動微分方程,併將其與剛體構件的集中參數方程相結閤,構建齣繫統的運動微分方程.基于所建模型,進行柔性齒圈直齒行星齒輪繫的自由振動分析和相關試驗驗證.理論分析揭示齣此類繫統的振型可歸結為4類:中心構件扭轉振動模式、中心構件平移振動模式、行星輪振動模式和內齒圈振動模式,併給齣每類振動模式的特徵和降階計算公式.數值倣真錶明,內齒圈柔性使繫統低階固有頻率降低,且新呈現的內齒圈振動模式對應的固有頻率位于整箇繫統固有頻率的中低頻段,故在後續行星輪繫的動態設計中應計及齒圈柔性的影響.振動試驗則錶明,內齒圈柔性對繫統振動特性存在一定影響,除齧頻激勵和箱體結構共振外,行星傳動中還存在低階諧振現象;對于中低速工況下且太暘輪浮動的行星傳動而言,減小齒圈柔性有利于降低繫統振動.
채용동태자결구법건립계입내치권유성적행성전동강유우합동역학모형,장내치권시위탄성련속체,도출내외약속조건하적운동미분방정,병장기여강체구건적집중삼수방정상결합,구건출계통적운동미분방정.기우소건모형,진행유성치권직치행성치륜계적자유진동분석화상관시험험증.이론분석게시출차류계통적진형가귀결위4류:중심구건뉴전진동모식、중심구건평이진동모식、행성륜진동모식화내치권진동모식,병급출매류진동모식적특정화강계계산공식.수치방진표명,내치권유성사계통저계고유빈솔강저,차신정현적내치권진동모식대응적고유빈솔위우정개계통고유빈솔적중저빈단,고재후속행성륜계적동태설계중응계급치권유성적영향.진동시험칙표명,내치권유성대계통진동특성존재일정영향,제교빈격려화상체결구공진외,행성전동중환존재저계해진현상;대우중저속공황하차태양륜부동적행성전동이언,감소치권유성유리우강저계통진동.
