液力行星齿轮轮系动力学分析

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1、硕士学位论文液力行星齿轮轮系动力学分析DYNAMICSANALYSISOFGEARSYSTEMOFTHEHYDRAULICPLANETARYGEAR杨立森哈尔滨工业大学2015年7月国内图书分类号：TH132.46学校代码：10213国际图书分类号：621密级：公开工程硕士学位论文液力行星齿轮轮系动力学分析硕士研究生：杨立森导师：闫国军副教授申请学位：工程硕士学科：动力工程所在单位：能源学院答辩日期：2015年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TH132.46U.D.C:621DissertationfortheMasterD

2、egreeinEngineeringDYNAMICSANALYSISOFGEARSYSTEMOFTHEHYDRAULICPLANETARYGEARCandidate：YanglisenSupervisor：AssociateProf.YanguojunAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：PowerEngineeringAffiliation：SchoolofEnergyScienceandEngineeringDateofDefence：July,2015Degree-Conferr

3、ing-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要液力行星齿轮调速系统主要应用于泵和风机的变转速调节，具有效率高、工作稳定可靠等优点，在电力、冶金、矿山等行业具有巨大市场潜力。目前国外已经对该系统进行长期的设计研发，已有多种型号的成熟产品，而国内对此研究起步较晚，同类产品处于空白，尤其针对高速大功率应用条件下的系统动力学特性研究较少。本文通过建立动力学计算模型，运用转子动力学软件SIMPACK对其进行仿真，分析系统的动力学特性。本文首先介绍了多体动力学系统基础理论知识，以及在此基础上发展起来的两种不同的动力学建模

4、求解理论：拉格朗日法和笛卡尔法，然后简要阐明了有关柔性体的建模理论。最后综述了多体动力学SIMPACK软件的主要建模要素，及基于SIMPACK软件的多体系统具体建模流程。本文通过建立液力行星齿轮调速系统的动力学计算模型，分析得到了系统的动力学拓扑关系，建立了动力学计算模型。描述了系统的关键零件如齿轮、轴承、柔性输入轴的建模方法，然后模拟实际工况进行动力学仿真。通过对系统进行仿真模拟，得到系统的固有特性、各个滑动轴承油膜的动力学特性和轮系各个齿轮啮合力大小变化情况。论文研究工作主要包括以下几个方面：分析在实际运转中系统所产生的固有频率及齿轮传动产生的激励频率

5、，得到了系统在固有频率第6阶、第28阶、第29阶、第30阶、第45阶和第46阶时易发生共振的结果，即在变矩器转速比i=0.9的工况下最易产生共振，并对这七阶固有频率所对应的振型进行了描述分析。研究系统各滑动轴承油膜的动力学特性，因为输入轴刚度小所受离心力较大，导致振动较大，所以其滑动轴承运转时的油膜最小油膜厚度和最大油膜压力比旋转轮系行星轮轴上轴承变化较大。以旋转轮系行星轮轴上轴承为研究对象，研究了相对间隙对滑动轴承运转时的油膜最小油膜厚度和最大油膜压力的影响。随着相对间隙的增大，最小油膜厚度不断减小，最大油膜压力不断增加，而轴承启动时稳定性变差，最终选定

6、3.15‰为最佳相对间隙。分析研究了传动系统轮系各个齿轮啮合力变化规律，通过比较固定轮系和旋转轮系齿轮啮合力的不同，得到采用斜齿轮和浮动太阳轮结构可以很大程度上的减少啮合力大小的波动，增加传动的平稳性。关键词：功率分流；动力学仿真；系统共振；油膜特性；齿轮啮合IAbstractAbstractHydrodynamiccompoundplanetarygeardrivesystemismainlyusedinvariablespeedregulationofpumpandfan,highefficiency,thissystemhastheadvantage

7、sofhighefficiencyandstableoperation,thishashugemarketpotentialinelectricity,metallurgy,miningandotherindustries.Currentlythesystemhasbeendesignedanddevelopedforalongtimeabroad,howeverdomesticresearchonthisiscarriedlate,especiallydynamiccharacteristicsofhydrodynamiccompoundplanetar

8、ygeardrivesystemByestablishingdyn