节点外啮合行星轮系耦合动力学分析及实验验证.doc

《节点外啮合行星轮系耦合动力学分析及实验验证.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、节点外啮合行星轮系耦合动力学分析及实验验证鲍和云，谭在银，朱如鹏，陆凤霞（南京航空航天大学机电学院，南京210016）摘要：考虑太阳轮和行星架支承轴承的时变支承刚度，采用集中参数法建立了节点外啮合行星齿轮系统齿轮-轴承耦合动力学模型，运用Rung-Kutta算法求解得到了太阳轮和行星架的振动加速度响应，理论分析结果表明：支承刚度时变情况下的振动加速度幅值要大于支承刚度为定值时的加速度值。利用某型机械功率封闭实验台开展了振动测试实验，基于小波变换获得了降噪信号，实验结果表明：横向振动的实验值与理论值的

2、误差为16.27%，在允许范围内，而纵向振动受重力影响存在较大偏差，同时，考虑时变支承刚度求解得到的振动加速度值更接近实验结果，即支承刚度的时变性不可忽略。关键词：节点外啮合；行星轮系；滚动轴承；耦合动力学；实验验证中图分类号：TH132.413文献标志码：ATheoreticalandexperimentalanalysesofcouplingdynamicscharacteristicofplanetarygearwithmeshingbeyondpitchpointBAOHe-yun,TANZ

3、ai-yin,ZHURu-peng,LUFeng-xia（CollegeofMechanicalandElectricalEngineering,NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Nanjing210016）Abstract:Consideringthetime-varyingsupportstiffnessofbearingsofthesungearandthecarrier,thelumped-parametermethodwasused

4、toestablishacouplingdynamicsmodelofplanetarygeartransmissionwithmeshingbeyondpitchpoint.ThevibrationaccelerationresponsesofthesungearandthecarrierwereobtainedbyusingRunge-Kuttamethod.Thetheoreticalresultsshowthatthevibrationaccelerationvaluesundertime-

5、varyingsupportstiffnessarelargerthanthatunderconstantsupportstiffness.Theexperimentalstudyusingamechanical powerclosedtestrighadbeencarriedout.Theexperimentalsignalsweredenoisedbythewavelettheory.Thereisanerrorof16.27%betweentheoreticalandexperimentalv

6、aluesinhorizontaldirection,whichisintheallowedrange;thevalueshavelargeerrorinverticaldirectionduetotheinfluenceofgravity.Theexperimentresultsalsoshowthatthevibrationaccelerationvaluesunderthetime-varyingsupportstiffnessareclosertotheexperimentalresults

7、,whichindicatesthatthetime-variantofsupportstiffnessisnotignorable.Keywords:meshingbeyondpitchpoint;planetarygear;rollingelementbearing;couplingdynamics;experiment在普通齿轮啮合形式中，摩擦力在节点处发生换向造成系统内的冲击振动，通过采用节点外啮合，使得实际啮合线不经过节点，进而摩擦力在节点处不换向，减少了系统内的冲击振动，有效改善了系统的

8、动力学特性。目前节点外啮合齿轮系统动力学方面已有不少的研究成果[1~4]，这些研究成果首先论述了节点外啮合的实现条件，进而以单对齿轮、行星齿轮的平移-扭转模型为研究对象，分析了节点外啮合对系统动力学特性的影响。但这些研究成果中轴承的支承刚度只是简单的处理成常量，并没有考虑时变性对传动系统动力学行为的影响，没能进一步揭示系统的动力学特性，且只是理论研究并没有得到实验验证。国外的Liew[5]和Sawalhi[6]考虑了滚动轴承时变刚度对单级平行轴齿轮传动系统动力学行为的