故障行星轮系接触力仿真研究.pdf

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1、第2期组合机床与自动化加工技术No．22015年2月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueFeb．2015文章编号：1001—2265(2015)02—0097—03DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2015．02．027故障行星轮系接触力仿真研究木向玲，陈涛(华北电力大学机械工程学院，河北保定071003)摘要：为获得故障行星轮系啮合传动时接触力的变化规律，运用pro／E与ADAMS建立故障行星轮系的动力学模型，结合Hertz接触理论的接触力计算方法，对故障行星轮系啮合传动时的接触力的变化规律及其频谱特征进行

2、仿真研究。仿真结果表明：故障行星轮系的接触力在时域上具有显著的周期性冲击和明显的调制现象。在频域上，不仅出现了故障频率，而且在啮合频率及其倍频处出现了以故障频率为边频带的故障特征。同时，从频域中还可以看出：载波频率为啮合频率，调制频率为行星轮的公转频率。关键词：故障行星齿轮系；接触力；仿真中图分类号：TH164；TG65文献标识码：AResearchonSimulationofContactForceofFaultPlanetaryGearTrainXIANGLing．CHENTao(MechanicalEngineeringDepartment，NorthChinaElectricPowe

3、rUniversity，BaodingHebei071003，China)Abstract：Inordertoobtainthechangingpatternofcontactforceoffaultplanetarygeartrain，pro／EandADAMSwereusedtobuildthemodaloffaultplanetarygeartrainandthecomputationmethodforcontactforcebasedonHertztheorywasalsointroduced，withthedynamicmoda1．thecontactforceandthefreq

4、uen—cyspectrumofgearmeshingweresimulated．Thesimulationresultsshowthatthecontactforceoffaultplanetarygeartraincontainssignificantcyclicalimpactintimedomaingraphandobviousmodulationphenome-non．Infrequencydomain，notonlythefailurefrequencyisfound，butalsofaultcharacteristicthatfailurefrequencystandsfors

5、idebandinmeshingfrequencyandthefrequencydoublingisappeared．Atthesametime，Asalsocanbeseenfromthefrequencydomain：thecartierwaveismeshingfrequencyandthemodu—lationwaveisrevolutionfrequencyoftheplanetwhee1．Keywords：faultplanetarytrain；contactforce；simulation齿圈构成，具体参数如表1所示。在Pro／E环境下建O引言立齿轮模型并进行无干涉的装配，完成

6、装配后检查模行星齿轮具有传动比大、体积小、承载能力强、传动型是否有干涉现象，确保无干涉以后，通过接口文件导的效率高等优点。因此已被广泛应用于风力发电、航入ADAMS中如图1所示。同时，本文建立断齿故障空、船舶、冶金、石化、矿山、起重运输等行业的机械传动的太阳轮模型，用上述同样的方法完成装配，并导人系统。但是，由于经常处于低速重载的恶劣环境下工ADAMS中，断齿效果图如图2所示。作会造成行星齿轮发生点蚀、磨损、裂纹、断齿等故障，表1齿轮结构参数其中断齿是最为严重的故障之一。行星轮系发生断齿故障会造成振动增加进而影响整个机械系统的运行，这不仅会造成经济上的损失，甚至会造成灾难性的后果。因此，对故

7、障行星轮系的动力学特性进行研究具有重要的现实意义。为掌握故障行星轮系的动力学特性，有必要获得其啮合传动时的接触力变化规律。本文以行星1．2添加驱动与约束轮系中太阳轮的断齿故障为例，运用虚拟样机技术研究在ADAMS环境下仿真，需要对模型的各构件添故障模型下行星轮与太阳轮之间的接触力变化规律。加约束，其中，太阳轮、行星架分别与地面添加旋转副；1仿真模型行星轮与行星架添加旋转副；齿圈与地面添加固定副；行星架为输入端