基于拓扑变换的行星轮系动力学分析.pdf

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1、基于拓扑变换的行星轮系动力学分析汪友明。，薛隆泉(1．西安邮电大学自动化学院，陕西西安710121；2．西安理工大学机械与精密仪器学院，陕西西安710048；3．大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室，辽宁大连116023)DynamicsAnalysisofPlanetaryGearTrainsBasedonTopologicalTransformationWANGYou—ming~，XUELong—quan2r(1．SchoolofAutomation，Xi’anUniversityofPostsandTelecommunications，Xi’a

2、n710121，China；2．SchoolofMechanicalandPrecisionInstrumentEngineering，Xi’anUniversityofTechnology，Xi’an710048，China；3．StateKeyLaboratoryofStructuralAnalysisforIndustrialEquipmentrDalianUniversityofTechnology，Dalian116023，China)摘要：提出了用于型综合和尺度综合的行星轮泉。机构创新设计方法层出不穷，其中通过机构综系机构分析与综合方法。采用拓

3、扑变换解决由轮系合理论的创新是一个重要途径。机构综合研究的2拓扑图与实际轮系机构的转换问题，根据齿轮、系个主要问题有：型综合和尺度综合]。型综合是指杆、转轴变换以及辅助构件的特殊变换，论述了基于按工艺动作要求选择机构型式和将几个机构组合成信号流图和拓扑图的行星轮系运动学和动力学分析一个机构系统；尺度综合是指按初步确定的机械运方法，讨论了行星轮系的循环功率产生条件。动方案，根据各执行构件运动规律要求和相互动作关键词：行星轮系；动力学；拓扑变换配合要求，进行各机构运动尺度的设计计算和各机中图分类号：TH113构间的协调设计。文献标识码：A近年来，对于复杂行星轮

4、系的动力学分析，许多文章编号：1001—2257(2013)07—0015一O4专家学者做出了大量的工作，有不少的研究成Abstract：Planetarygeartrainmechanismanal—果[2]。基本轮系的5种分析方法中，离散图[5]ysisandsynthesismethodisproposedforthetype和信号流程图[7比较适用于复杂轮系的分析，除此anddimensionsynthesis．Thetopologicaltransfor—之外，复杂行星轮系的分析方法有：功率流图法]、mationisusedtoconvertth

5、etopologydiagraminto节点分析法、图画表示法和三角结构图法¨]actualgeartrainsystem．Thetransformationof等。对于行星轮系的传动比、效率和自锁等方面的gear，tied，shaftaswellasspecialauxiliarymember分析，大量的文献提出了很多的分析计算方changesisproposed．Thekinematicsanddynamics法[1。由于行星轮系的动力学分析不能孤立地analysismethodsofplanetarygeartrainsarepres—分析某一个方面

6、，而齿轮机构的类型众多，其动力学entedbasedontopologydiagramandsignalflow特性复杂，计算方法繁多，针对行星轮系设计问题，diagramandthegenerationconditionofcyclepow—必须将型综合和尺度综合相结合分析，实现行星轮erforplanetarygeartrainsisalsodiscussed．系机构的创新优化设计。因此，在前期拓扑综合研究的基础上L1"，提出基于拓扑变换的行星轮系动Keywords：planetarygeartrains；dynamicsa—nalysis；topol

7、ogicaltransformation力学分析方法，提高行星轮系的设计分析效率。1拓扑图0引言首先将行星轮系的结构图按构件的功能离散，分为太阳轮、行星轮、定轴齿轮、系杆和转轴等，其中机构创新是推动机械产品不断更新换代的源系杆指连接行星轮的回转轴与太阳轮或定轴齿轮回收稿日期：2013—03—25基金项目：国家自然科学基金资助项目(51205309)；陕西省教育厅自转轴的杆件，转轴指齿轮的回转轴。然后以实心点然科学专项(2013JK0992)工业装备结构分析国家重点实验室开放课题基金资助项目(GZ1209)表示行星齿轮，空心点表示其他的齿轮，小方框表示《机械

8、与电子>)2013(7)·15·系杆，并省略表示转轴。对于离散构件