行星齿轮机构均载系数的计算方法_百度文库
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行星轮系的均载装置
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风电齿轮箱行星轮系构件均载与应力特性分析
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官方公共微信直齿轮副传递误差及行星轮系静力学均载研究--《大连理工大学》2012年硕士论文
直齿轮副传递误差及行星轮系静力学均载研究
【摘要】：风电行业极大发展,而风电是技术密集型产业,面对全球技术竞争,国内的制造商和研究者正积极合作研究掌握核心技术,本课题组承担“7MW级风电机组及关键部件设计和产业化技术”国家科技支撑计划。本论文主要研究齿轮系统制造安装等几何精度对传递误差、时变啮合刚度等传动性能的影响,并提出行星轮系均载的分析方法与措施。具体研究内容如下：
提出基于ANSYS弹性接触的齿轮副时变啮合刚度和传递误差的研究方法。通过关键点-节点-单元建立完整的齿轮模型,并对接触区的节点重构方法细化单元以提高计算精度,完成一个啮合周期的准静态载荷分配、传递误差等传动性能分析,特别是啮合刚度研究。为提高齿轮系统的有限元求解能力、嵌套误差的计算效率和非线性接触算法的求解速度,应用子结构技术建模。
研究齿轮制造安装精度和支承刚度对齿轮副啮合刚度和传递误差等传动性能影响。一方面总结其对传递误差的定量影响规律,另一方面为在行星轮系系统模型中嵌入各因素提供参考。具体分别通过齿轮齿廓接触区节点重构、编制宏命令实现齿轮节点移动或转动、在齿轮导向节点处建立水平垂直方向的弹簧单元的方法实现在有限元力学模型中嵌入齿轮制造安装精度和支承刚度。
研究并建立齿轮副和行星轮系的传递误差数学模型,以及根据几何精度统计规律的齿轮精度设计。全面分析齿轮单项误差构成的制造固有误差、装配误差的中心距偏差和轴线不平行度偏差、支撑系统和齿轮的弹性变形对齿轮副传递误差的定量数学关系。根据齿轮副系统各几何精度的统计规律,建立以单项几何精度为参数的传递误差计算式,并对设计方案作预估计。
研究并建立考虑各支路传递误差、配合间隙、浮动、弹性支承、初相位的时变啮合刚度等因素的静力学均载系数计算模型。在此基础上,应用Matlab编程语言对数学模型进行数值求解,对各支路的啮合情况判断和构件装配间隙与浮动采取特殊计算策略,讨论制造安装误差、支承刚度、啮合刚度、载荷等参数对均载的敏感性,并对传统浮动方式进行研究,确定了各构件制造安装偏心对浮动构件的浮动量和轨迹要求,并研究行星轮柔性支撑方式实现均载。
本文重点研究建立了基于系统几何精度的齿轮副传递误差模型和行星轮系均载静力学模型,为具体齿轮精度设计和均载设计提供理论依据和方法。
【关键词】：
【学位授予单位】：大连理工大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2012【分类号】：TH132.41【目录】：
摘要4-5Abstract5-101 绪论10-16 1.1 课题来源及意义10 1.2 国内外的研究现状10-13
1.2.1 齿轮变形和啮合刚度的研究现状10-11
1.2.2 齿轮传递误差的研究现状11-12
1.2.3 行星轮系静力学均载的研究现状12-13 1.3 本文的研究内容及方法13-162 理想齿轮啮合的传动精度16-28 2.1 三维啮合接触有限元模型16-20
2.1.1 齿的有限元模型16-17
2.1.2 接触区细化17-18
2.1.3 啮合接触设置18-19
2.1.4 边界条件19-20 2.2 接触分析计算结果20-22 2.3 齿轮副啮合刚度研究22-25
2.3.1 啮合刚度理论22-23
2.3.2 啮合刚度的有限元计算23-25 2.4 基于子结构技术齿轮啮合接触分析25-27
2.4.1 子结构25-26
2.4.2 子结构在齿轮啮合接触的应用26-27 2.5 本章小结27-283 单项误差对传动精度的影响28-42 3.1 初始接触条件28-29 3.2 齿轮制造精度对传动精度的影响29-36
3.2.1 建立考虑测量误差的齿轮模型29-31
3.2.2 齿廓偏差对传动精度的影响31-34
3.2.3 齿距偏差对传动精度的影响34-36 3.3 齿轮几何偏心对传动精度的影响36-37 3.4 齿轮安装误差对传动精度的影响37-39 3.5 考虑支承刚度对传动精度的影响39-41 3.6 本章小结41-424 考虑系统误差的传动精度模型42-61 4.1 齿轮副传递误差计算模型42-50
4.1.1 传递误差定义及原因42
4.1.2 传递误差的计算模型42-49
4.1.3 齿轮固有传递误差的测量49-50 4.2 齿轮副传递误差的计算50-56
4.2.1 几何精度参数的相互关系51
4.2.2 几何精度参数的概率分布规律51-54
4.2.3 齿轮副传递误差的合成54-55
4.2.4 算例55-56 4.3 行星轮系传递误差计算模型56-60 4.4 本章小结60-615 传动精度模型在行星轮系均载中的应用61-82 5.1 行星轮系均载静力学模型61-68
5.1.1 行星轮间载荷的不均衡性61-62
5.1.2 静力学数学模型及求解62-65
5.1.3 考虑初相位的行星轮系时变啮合刚度65-68 5.2 行星轮系均载的敏感性分析68-76
5.2.1 行星轮系几何精度设计68-72
5.2.2 啮合刚度对均载的敏感分析72-73
5.2.3 支承刚度对均载的敏感分析73-74
5.2.4 载荷对均载的敏感分析74
5.2.5 构件的几何偏心对均载的敏感分析74-75
5.2.6 构件的安装偏心对均载的敏感分析75-76 5.3 均载机构的设计76-81
5.3.1 浮动实现均载76-80
5.3.2 行星轮柔性销支承80-81 5.4 本章小结81-82结论82-83参考文献83-86攻读硕士学位期间发表学术论文情况86-87致谢87-88
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东湘 重 型 机 械 学 院 学 报
行 星 齿轮机 构 均载 系 数 的 计算 方法
南京 晨 光机 器 厂 摘要
机理 的分 析
W 型 行 星 齿轮 机 构 的 计 算模 型
业 通过 对该 机构 均 载
提 出 了 当 量 啮 合 误 差 和 等效 啮 合 刚 度 的 概 念
行星齿轮 机 构
给 出 了 均 载 系数 的
计 算 公 式 及 计 算 方法
均 载 系数
计 算方 法
中图 分 类号
T H ] 2 42 3 5
W 型 行星 齿轮 机 构 具 有 同 轴线传 动
合 理 应 用 内啮 合
尤 其 是功 率 分 流 等 优
因而 比普 通 定 轴轮 系 结 构紧 凑
传 动 比大
承载能 力 高
重 量 轻 体 积小 效率 高
近 年 来 得 到 了 日 益 广 泛 的应 用
行 星 齿 轮 传动 的 合 理 设 计 与 成功 的 使 用 配
关键 在于 保证 各 行星 轮 间 的 载 荷 均 匀 分
由于 零 件 的 制 造 误 差 和 安 装 误 差 总是 不 可 避 免 的
因 而 行星 轮 间 的 载 荷 分 配 也 就
不 可 能 完全 均 匀
为 了 尽 可 能 地 使 行 星 轮 间 的载 荷 趋 于 均 匀 可 以说
目 前 几 乎所 有 的 N G
星 机 构 中都考 虑 了 均 载 机构
多 年来 的 工程实 践 确 实 积 累 了 一 些 经 验
计 出若 干 合 理 的均 载机 构
业 在 使 用 中 取 得 了 较 好 的效 果
可 是 在理 论 研 究方 面
也 没 能 为 设 计 者 提供 出必 要 的 计 算 方 法
均 载 性能
以便 对所 设 计 的 均 载 机 构 性 能 预 先做 出定 量 的
评 价 以 及对 现 有 的 行 星 机 构 通 过 确定 其 制造
安 装 误 差 与均 载 机 构 参 数 间 的 关 系 评 价 其
本 文 分 析 了 行星 齿 轮 机 构 均 载 过 程 的 机 理
根 据所 建 立 的 物理 模 型
W 型 行星 齿轮 机 构均 载 系 数 的 计 算 公 式 业 给 出 了 相 应 的 计 算 方 法
供 设计 行 星 齿 轮
传 动时 参 考
计 算模 型
把 召 G W 行 星 齿轮 机 构简 化 成 图
l 所 示 的 计 算 模型
视 行 星 齿 轮 机 构 的 各 构 件均为
绝 对 刚 体 而 啮 合 副 迥 转 副 及 支 承处 的 弹 性变形 用 等 效 弹 簧 表 示 K
阳 轮 和 行 星 轮 以 及 内齿 圈 和 行 星 轮 之 间 的 轮 齿 啮 合 刚 度
分 别表 示 太
亦 即 相 应 的 等效弹 簧 的 刚度
为 行 星 轮 轴 支 承 处 的 等 效 弹 簧 刚度 (弹 簧 轴 线 沿 行 星 轮 受 力 方 向 ) ; K
月 2 5 日 J 至! 文
1 99 0年1 0
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