非等模数非等压力角行星齿轮系的动力学均载特性

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1、华南理工大学学报(自然科学版)第39卷第1期JournalofSouthChinaUniversityofTechnologyVO1．39No．12011年1月(NaturalScienceEdition)January2011文章编号：1000-565X(2011)01—0l17一O7非等模数非等压力角行星齿轮系的动力学均载特性木叶福民朱如鹏鲍和云靳广虎(南京航空航天大学机电学院，江苏南京210016)摘要：考虑由各齿轮的偏心误差和齿频误差引起的内部激励，建立了非等模数非等压力角NGW型行星齿轮系的动力学微分方程，应用Fourier级数法求解方程，并给出了

2、动载系数的表达式．在此基础上，将其与等模数等压力角齿轮系的均栽效果进行比较，并讨论了太阳轮分度圆压力角、齿轮误差、太阳轮转速对该系统均载特性的影响．计算结果表明：设计非等模数非等压力角行星齿轮系时，通过确定合适的齿轮压力角，能够使系统具有较好的均载特性；太阳轮浮动支承机构可以改善系统的均栽性能；转速对系统的均载有较大的影响，相同转速下的非等模数非等压力角设计有着较好的均载效果．关键词：齿轮；行星传动；均载；压力角；动力学分析；误差中图分类号：TH132．4doi：10．3969／j．issn．1000-565X．2011．01．022非等模数非等压力角的齿轮

3、传动是指啮合的一民等建立了封闭行星齿轮传动系统的动力学计对齿轮满足法节相等的啮合条件，但其模数与压力算模型，陆俊华等对行星轮系中各种均载机构中角并不相等的齿轮传动方式．航空产品的行星传动误差和均载系数的关系进行了研究，还有学者。。系统要求重量轻、体积小、承载能力大，为此，有人提研究了各种误差、浮动量和构件刚度对行星齿轮或星型齿轮功率分流均衡性的影响．但对于非等模数出内外啮合副的模数与压力角均不相等的设计方非等压力角行星齿轮系，由于内外啮合副的模数与法，虽加工成本较高，但其可以提高齿轮的综合承载压力角的不同而导致动力学均载特性的改变的研究能力，增加内外啮合的重

4、合度，使传动更为平稳，因还未见报道．此有着重要的应用价值⋯．文中针对非等模数非等压力角行星齿轮系，考在行星传动系统中，理论上，多个行星轮可以平虑各齿轮的偏心误差和齿频误差、齿轮副的啮合刚均分担载荷；实际上，由于制造与安装偏心误差和齿度、各构件的支承刚度以及输入轴和输出轴的扭转形误差的影响，载荷在各路传动上的分配很难均匀．刚度等，建立了动力学平衡方程，求解方程并对行星最常用的方法是采用基本构件的浮动达到载荷分流齿轮系统的均载性能作出定量评价，尤其是对齿轮均衡的目的J．方宗德等研究了行星减速器的系的模数与压力角相等和不等时、齿轮压力角发生动态特性，Kahrama

5、n4对行星齿轮装置作了静态较大改变时、太阳轮转速改变时的均载效果进行比力学分析和实验，袁茹等研究了浮动构件的支承较，从而为非等模数非等压力角行星齿轮系的均载刚度对行星齿轮功率分流动态均衡性的影响，孙智机构设计和浮动量的确定提供依据．收稿日期：2010．06—02基金项目：国家自然科学基金资助项目(50775108)；航空科技创新基金资助项目(08B52004)作者简介：叶福民(1968一)，男，在职博士生，江苏科技大学副教授，主要从事机械设计和机械传动研究．Email：yfmcn@hot—mail．com十通讯作者：朱如鹏(1959一)，男，教授，博士生导师

6、，主要从事机械传动、结构强度、机械CAD及自动化研究．E．mail：rpzhu@nuaa．edu．an118华南理工大学学报(自然科学版)第39卷图2为系统动力学计算模型，将行星齿轮系的1非等模数非等压力角系统各构件看作刚体，采用集中质量模型，不计齿轮侧隙设渐开线齿轮1的模数、齿数和压力角分别为与摩擦力以及行星轮自转产生的陀螺效应和离心力k、z和Ot，齿轮2的模数、齿数和压力角分别为k、的影响，建立以行星架转速∞旋转的动坐标系．啮z和：，若该对齿轮正确啮合，则有合副、回转副及支承处的弹性变形用等效弹簧刚度klCOS1=k2COS2(1)表示，其中、K分别为太

7、阳轮和第i个行星轮由式(1)可知，只要满足该条件，即可以设计出间、第i个行星轮和内齿轮问的啮合刚度，按正确啮合的一对齿轮．GB3480—97进行计算；K。、K和K。分别为太阳轮、非等模数非等压力角齿轮副即使在不变位的情行星架和行星轮支承处的支承刚度，按文献[11]中况下，它们的分度圆也是不相切的，此时啮合角不等所述方法进行计算．于任何一个齿轮压力角．由齿轮啮合原理可以推导出变位时的齿轮副无侧隙啮合方程式：．2(qztana2±qltanot1)+(Z2inva2±zlinva1)inVo／=——z2±l(2)式中：inv为渐开线函数，inva=tanc~一，

8、Ot为啮合角；g、q为该对齿轮的变位系数；“+”用于