计入啮合相位的人字齿行星齿轮系统动力学分析

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1、南京航空航天大学硕士学位论文摘要人字齿行星齿轮传动系统兼有直齿行星齿轮传动和斜齿行星齿轮传动两种传动的优点，所以其被使用在各种需要机械传动的场合。过大的振动与噪声会降低齿轮传动的寿命周期和使用性能。对于人字齿行星齿轮传动系统来说，相位调谐是一种有效的减振方法。本文主要研究的是人字齿行星齿轮传动系统的啮合相位对人字齿行星齿轮传动系统动力学的影响。在前人的研究基础上推导了人字齿行星齿轮系统三种啮合相位系数的计算方法，并由此得到了人字齿行星齿轮系统的无相位差条件和相位差系数的计算公式。对中心构件上计入啮合相位的啮合力的合力以及合力矩进行受力分析，从而得出中心构件齿数、行星轮个数与啮合力的某阶谐

2、波导致的中心构件振动特点之间的对应关系。分析了人字齿行星齿轮系统的误差激励，主要考虑了各个构件的偏心误差、安装误差和齿形误差（行星架无齿形误差）对啮合线方向上相对位移的影响。在计算得到了啮合相位的基础上推导得出了人字齿行星齿轮传动系统的计入啮合相位的时变啮合刚度计算公式。在坐标变换、相对位移分析的基础上在行星架随动坐标系中依据牛顿第二运动定律建立了人字齿行星齿轮传动系统的平移-扭转耦合动力学模型，在建模过程主要考虑了陀螺效应、误差、计入啮合相位的时变啮合刚度以及阻尼等因素的影响。对人字齿行星齿轮系统的模态特性进行了研究，并且进一步从固有频率变化周期、重根性、振型特性等方面分析了啮合相位对

3、模态的影响。采用傅里叶级数法求解动力学模型，分别在频域和时域上分析了啮合相位对动态响应的影响。最后根据啮合力的受力分析和基于动力学模型的振动特点研究得到了人字齿行星齿轮传动的参数选取原则。关键词：人字齿，行星齿轮，动力学，啮合相位，减振I万方数据计入啮合相位的人字齿行星齿轮系统动力学研究ABSTRACTTheherringboneplanetarygeartransmissionsystemiswidelyusedinaviation,aerospace,shipsandotherfields.Totheherringboneplanetarygeartransmissionsystem

4、,aneffectivemethodofvibrationreductionisthemeshphasing.Themaincontentofthispaperistostudythemashphasingoftheherringboneplanetarygeartransmissionsystem.Basedonthepreviousresearch,thispaperdeducestheformulaforcalculatingthethreemeshphasecoefficientsoftheherringboneplanetarygeartransmissionsystemand

5、thenobtainstheconditionofnophasedifferenceandtheformulaofthephasedifferencecoefficientintheherringboneplanetarygeartransmissionsystem.Meshingforceanalysiswherethemeshphasingrelationshipsiscongsiderediscarriedoutonthecentralparts.Bythemeshingforceanalysistherelationbetweenthedesignparametersofthep

6、lanetarygeartrainandthevibrationformofthecentralpartscanbeobtained,evenifitisaqualitativeconclusion.Basedonanalyzingthemeshphasingrelationshipsintheherringboneplanetarygeartrain,thisworkdeducestheformulaforthetime-varyingmeshingstiffnessinwhichthemeshphasingrelationshipsareconsidered.Theerrorexci

7、tationinwhichtheassemblyerror,theeccentricerrorandthetoothprofileerrorareincludedisanalyseddetailedly.Onthebasisofcoordinatetransformationandtheanalysisoftherelativedisplacement,thetransverse-torsionalcoupleddynamicmod