行星齿轮系动力学特性分析及试验研究

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1、第44卷第4期2012年8月南京航空航天大学学报JournalofNanjingUniversityofAeronautics＆AstronauticsV01．44No．4Aug．2012行星齿轮系动力学特性分析及试验研究李发家1朱如鹏1鲍和云1项昌乐2刘辉2(1．南京航空航天大学江苏省精密与微细制造技术重点实验室，南京，2100162．北京理工大学机械与车辆学院，北京，100081)摘要：采用集中质量法，考虑时变刚度、齿侧间隙、太阳轮的横向与纵向位移、太阳轮和行星轮的偏心误差激励，建立了行星齿轮传动系

2、统的非线性动力学模型。采用龙咎库特法求解丁系统的响应、相图、频谱图和动力学均栽系教；通过测量系统齿根应力的动栽荷应变圉，获得齿根应变变形的相囤、频谱图和系统的均栽系数。研究姑果表明：理论分析结果与试验测试结果比较吻合，说明采用的理论研究方法是舍理的，测试方案是可行的。关键词：行星传动；动力学特性；均载系数；试验研究中图分类号：THl32文献标识码：A文章编号：1005—2815(2012)04—0511-09DynamicsCharacteristicsonPlanetaryandExperimentR

3、esearch‘GearSystemLiFajial，ZhuRupen91，BaoHeyunl，XiangChartgl矿，LiuHui2(1JiangsuKeyLaboratoryofPrecisionandMicro—ManufacturingTechnology，NanjingUniversityofAeronautics8LAstronautics，Nanjing，210016，China；2．SchoolofMechanicalandVehicularEngineering，BeijingIn

4、stituteofTechnology，Beijing，100081，China)Abstract：Usinglumpedmassmodel，thenonlineardynamicmodelofoneplanetarygeartransmissionsystemisestablished，consideringtimevaryingstiffness，backlash，lateralandverticaldisplacementofthesungear，eccentricityerrorexcitati

5、onofthesungearandplanetarygear．Theresponse，phasedia—gram，frequencyspectrogramanddynamicloadsharingcoefficientsofthesystemaresolvedbyRunge—Kuttamethod．Andthephasediagram，frequencyspectrogramanddynamicloadsharingcoefficientsofthestraindeformationofgeartoot

6、hrootareobtainedbymeansofmeasuringthestressandthestrainofringgeartoothroot．Theresultsshowthatthetheoreticalanalysisresultsagreewellwiththeexperi—mentalresults，SOthedynamicsmodelisreasonable，andthetestplanisfeasible．Keywords：planetarygeartransmission；dyna

7、micscharacteristics；loadsharingcoefficients；experimentresearch行星齿轮传动系统以其体积小，重量轻，传动比大、效率高以及承载能力大等一系列优点，在航天航空、船舶、汽车、起重机械传动获得了越来越广泛的应用。鉴于行星传动的重要性，许多学者对其进行了大量研究，AhmetE1。23建立了考虑齿轮的传动误差和齿形误差的行星齿轮传动系统模型，并对行星齿轮传动系统作了静力学分析和试验；Kahrarman口1建立了行星齿轮传动的线性纯扭转振动模型，对该模型的固

8、有特性以及自由振动响应进行了研究；Hidaka[41对行星轮系中各种均载机构基金项目：国家自然科学基金(50775108)资助项目；航空科技创新基金(08852004)资助项目；南京航空航天大学基本科研业务费专项科研(NP20]lOl4)资助项目；江苏省高校优势学科建设工程资助项目。收稿日期：2011-0905；修订日期：201l-11—17通讯作者：朱如鹏，男，教授，博士生导师，E—mail：rpzhu@nuaa．educn。512南京航