毕业论文--非重合均衡行星齿轮传动的轮齿接触分析

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1、北京理工大学毕业设计（论文）非重合均衡行星齿轮传动的轮齿接触分析丹尼尔.维克利亚多摘要一个均衡的行星齿轮系统，对各种对中误差具有自我补偿能力。本文提供了，轴承接触的定位，和齿轮接触分析的应用，以及若干对中误差的浮点轨迹和传动误差函数。1、简介由于行星传动具有高效平稳的传递动力，以及通过较小的尺寸传递较大动力的能力，因此它受到设计者的重视。这一优点，是由于几个行星齿轮共同传递扭矩的产生的。然而，实验数据和理论分析已经证明，行星排上的负载分配并不是始终不变的。分配负载的改善，不仅是行星传动系统设计者的一个主题，也成为了一门广阔的文学主题。行星齿轮系的负载分配，已经在文章[1-3]中进

2、行了实验验证。制造和装配公差的影响，已经被考虑在内。对非均匀分布载荷概念呈现的静态和动态模型，已经建立。研究人员认为，影响载荷分布的一个主要因素是行星轮的个数——通常最多有五个（很少有达到六个的）。研究显示，由于弹性变形的影响，载荷分配可以提高。对于行星轮在行星架上安装不需要较大弹性变形的轮系，一种新颖的方法被提出，以改善其载荷分配。该方法是基于行星轮系几何图形的修改和安装过程中的调节。另一种方法是基于行星齿轮的设计，这一设计能够使啮合的轮齿在旋转过程中进行位置的自动调节。这一设计可以通过去除轮系中的几个约束来实现，从而使轮系成为带有浮动部件的刚体力学系统。这一概念，就是所谓均衡

3、行星齿轮系统设计的基本原则。这一轮系的设计，就是由几个行星齿轮和啮合齿轮共同组成的多体系统。基于协调轮系运动参数和提供约束——包括输入杆的角位置的基础，带有三个行星齿轮的均衡行星轮系的概念已经被理论上考虑过。浮动（非约束）太阳轮的情况，在文章[2]里有涉及，其中太阳轮的运动轨迹被测量出来。在文章[4,8]中已经证明，在高转速情况下，由于负载齿轮的运动和摩擦动力学，行星齿轮上的载荷分配并不是均匀的。本文的内容包括：（1）对均衡的行星轮系的各种情况下的结构分析。（2）通过啮合齿面相切的定位和提供双凸面，避免接触的边缘。（见第三节）（3）对未对齐的行星轮系啮合的齿面条件的分析。分析了应

4、用计算机（TCA的齿面接触分析）的计算机程序。（见第四节）（4）行星轮系连接位置的自我调节确实存在的证明，由于对中应用误差产生的轨迹和传动误差的确定。该文章的内容包括一个含有三个行星轮的行星齿轮系统，但深入的理论包含了一般的情况。提供数值例子以说明更深入的理论。2.均衡齿轮对的结构北京理工大学毕业设计（论文）对行星轮系结构的分析（图1），是基于可移动连接的可能自由度和提供的约束之间的平衡。图1.含五个行星轮的行星轮系原理图因此，我们考虑机构的所有部件，做由三个参数（自由度）确定的平面运动：转动轴的横向位置，和行星齿轮传动部件的角位置。行星齿轮系由三部分（齿圈、太阳轮和行星架）和N

5、p行星轮组成。总的自由度数由公式：Nf=9+3Np。为了设计一个均衡的行星齿轮系，约束数Nc必须等于链接自由度数Nf。首先，假设（1）输入轴的角度位置已给出（一个约束），（2）齿圈制动（三个约束），（3）每个行星轮被固定在行星架上（每个行星轮有一个约束），并且（4）每个行星轮和太阳轮和齿圈同时相切（每个行星轮有两个约束）。这些条件提供了一个总约束Nc=4+Np。在这些条件下，令Nf=Nc，对于NP=5的行星轮行星齿轮均衡，太阳轮和行星架的轴是自由的。继续分析，我们可以假设，两根轴中的一根（假设是行星架）是固定的，然后，提供两个额外的约束和。令，我们就会发现轮系有Np=3的行星轮。

6、在这种情况下，其中剩下的轴是固定的，我们得到仅仅带有一个行星轮的均衡齿轮系，令，得到Np=1。一个行星齿轮系最常见的配置如下：Np=3，行星架轴固定，太阳轮轴自由（可以运动）。尽管下面的讨论指的是以上这种特殊情况，但这种均衡齿轮系的结构思想是一般的，并可以适用于各种情况。3.连接定位正齿轮和斜齿轮在行星齿轮传动设计中的应用是很常见的。在对齐传动的条北京理工大学毕业设计（论文）件下，这种齿轮的齿面沿着一条啮合线相互啮合。不过，研究发现，这种齿轮对错位非常敏感。因此，齿轮的几何形状必须作为齿轮对设计的一个特殊要求。今后，我们要考虑两种情况下的连接定位：（1）通过轮廓修整得到的（2）通

7、过双重鼓形修整得到的。轮廓修整。轮廓修整可以解释如下：（1）考虑到在平行轴之间提供旋转的两个螺纹。理论齿轮传动比m12可表示为[10]其中是角速度，是螺纹参数，Ni是齿数。（2）齿轮传动比M12并不取决于断面的形状。例如，剖面图之一可能是渐开线一，并且啮合剖面可能是一个圆形。对于小齿轮和齿轮，诺维科夫-喔徳哈贝齿轮的最初想法是基于圆弧齿廓的应用，但齿面曲率比允许减少接触应力。（3）截面轮廓变化的本质可能是齿廓的鼓形修整。（4）齿廓鼓形修整齿轮是点接触（齿面接触是确定的），并且这种