人字齿行星传动的均载特性分析

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1、人字齿行星传动的均载特性分析重庆大学硕士学位论文（专业学位）学生姓名：邱红友指导教师：石万凯教授学位类别：工程硕士（机械工程领域）重庆大学机械工程学院二O一五年五月AnalysisonLoadSharingBehaviorofHerringbonePlanetaryTransmissionAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheProfessionalDegreeByQiuHongyouSupervisedbyProf.ShiWankaiSpecialty:ME(

2、MechanicalEngineeringField)CollegeofMechanicalEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay,2015中文摘要摘要对于目前国内油田深层压裂和煤层气的开发，要求压裂设备的功率大、排出压力与排量高，这使传动系统能适应重载的工况。重载齿轮箱是油田压裂施工的关键部件，它的结构、性能、适应性和寿命，关系到油田原油增产程度的多少。人字齿轮因具有重合度高、轴向载荷小、承载能力高、工作平稳性好等优点，是重载齿轮箱的最佳选择。本论文以某石油机械公司设计开发的人字齿行星传动系统为研究对象，在考虑系统

3、的多种内部激励与外部激励下，建立了人字齿行星传动系统的耦合动力学模型，运用数值方法求得了传动系统的动静态均载特性；利用ADAMS验证了计算结果；同时分析了轮齿修形对均载特性的影响。论文的主要研究工作如下：①以人字齿行星传动系统为研究对象，基于齿轮系统动力学和Lagrange方程，采用集中参数法建立人字齿行星传动系统的弯-扭-轴耦合动力学模型，模型中将人字齿轮考虑成由两个斜齿轮耦合而成，综合考虑了传动系统的弹性耦合、啮合刚度激励、综合啮合误差激励和外部载荷对系统的影响。②建立传动系统静态均载计算模型，求得传动系统静态均载系数，分析载荷、轮齿柔性及中心构件浮动对其的影响，比较各销轴孔

4、位置误差配置下的均载性能，并分析其产生的原因。③运用数值方法求解了人字齿行星传动系统的动力学微分方程，分析了人字齿左右端斜齿轮之间的错位角、耦合扭转刚度等因素对系统均载特性的影响，比较各销轴孔位置误差配置下的均载性能，同时利用ADAMS验证了计算结果。④通过计算确定了各轮齿的修形参数，分析修形对动力学中几个重要指标的影响，它们包括传动系统的内部激励以及轮齿之间的动态啮合力，从而分析轮齿修形对均载性能的影响。关键词：人字齿，行星传动，齿轮动力学，均载特性，齿面修形I英文摘要ABSTRACTFracturingrequirement’srequirementofpresentdome

5、sticoilfieldfracturingandcoal-bedmethanedevelopmentislargepower,highdischargepressure,largecapacity,whichmakesthetransmissionsystemcanadapttotheconditionwithheavyload.Asoneofthekeycomponentofoilfieldfracturing,Heavyloadgearbox’sconstruction,performance,adaptabilityandtheserviceliferelatedtoth

6、eleveloilproduction.Herringbonegearhasadvantageofitshighcontactratioandsmallaxialloadandhighloadcarryingcapacity,itisthebestchoiceforheavyloadgearbox.Thethesistaketheherringboneplanetarygearsetswhichdesignedbypetroleumequipmentastheobjectofstudy,andconsideringavarietyofinternalexcitationandex

7、ternalexcitation,thecoupleddynamicmodelofherringboneplanetarygearsetsisbuilt.Thestaticanddynamicloadsharingbehaviorofthetransmissionsystemareobtainedbyusingnumericalmethods,andthecalculationresultsareverifiedbyADAMS;andtoothmodificationeffect