论文部分内容阅读
人字齿轮行星传动系统因其具体积小、寿命长、重量轻、结构复杂、具有大传动比和高承载能力等特点,因而广泛应用于舰船、航空航天及风力发电机等领域。人字齿轮行星传动系统的可靠性及稳定性对于保障设备正常运行具有极其重要的价值,在很大程度上决定一个工业设备的性能和寿命。在工业设备面向更大扭矩、更高速度、更高精度和更小质量发展时,均载特性作为体现人字齿轮行星传动系统传动稳定性及可靠性的一个重要参考指标,易受传动系统内部参数的影响。因此,研究人字齿轮行星传动系统在制造与安装过程中的参数变化对其系统均载特性的影响机理,具有重要的现实应用价值与理论意义。在本课题中,以人字齿轮行星传动系统为研究对象,围绕其传动系统的均载特性机理,重点开展系统刚度变化、柔性化、部件浮动及制造安装过程中的多重耦合误差对传动系统均载特性影响机理问题的研究,为风力发电领域中的人字齿轮行星传动系统设计与优化提供了一种新的思路。论文主要研究工作如下:1)基于集中参数理论和拉格朗日法,建立了人字齿轮行星传动系统的均载特性动力学数学模型。同时,对传动系统运行中的动态啮合激励和模态特性进行研究,得到行星传动系统动态运行中的影响激励并归纳得到了几种振动模式。2)研究了人字齿轮行星传动系统的系统刚度变化对传动系统的均载特性影响机理,尤其研究了人字齿轮行星传动系统中支撑刚度变化、人字齿轮左右端耦合扭转刚度及内外啮合线上的啮合刚度变化对传动系统均载特性的影响机理。3)研究了人字齿轮行星传动系统在太阳轮正常支撑及太阳轮浮动两种不同工况下柔性支撑对传动系统均载特性的影响机理。改变人字齿轮的支撑结构来实现传动系统的柔性化支撑,研究了传动系统在两种不同工况下的固有特性,并将两种工况进行了对比,得到了柔性化与部件浮动的研究规律。4)研究了人字齿轮行星传动系统内部误差激励对传动系统的均载特性影响机理,尤其研究了人字齿轮行星传动系统受各部件的制造误差、安装误差、多重耦合安装误差、多重耦合制造误差及所有部件的安装与制造多重耦合误差影响下的均载特性变化规律。5)对整个系统的三维结构进行设计,并将实验平台以虚拟样机的形式进行模拟仿真。在模拟仿真中,采用ADAMS软件对本文所提出的数学模型以及传动系统的动态特性数值计算解进行实验验证。