舰船用两级行星传动系统的固有频率啮合刚度敏感度分析.pdf

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1、第14卷第l一2期2010年2月船舶力学JoumalofShipMechanicsV01．14No．1—2Feb．2010文章编号：1007-7294(2010)01_0132—09舰船用两级行星传动系统的固有频率啮合刚度敏感度分析赵永强1，李瑰贤1，常山2，张祥2(1哈尔滨工业大学机电工程学院，哈尔滨150001；2中船重工集团第703研究所，哈尔滨150036)摘要：国内外的学者只对单级行星齿轮传动系统的固有频率参数敏感度进行了研究，而两级人字齿行星传动系统的固有频率参数敏感度研究还未见报导。文中针对大型舰船机械装置中

2、常用的两级人字齿行星齿轮系统，进行了固有频率的参数敏感度分析，主要研究了各啮合刚度的变化对系统固有频率的影响。首先，利用两级人字齿行星传动的振动模态特性，对敏感度的计算公式进行了简化，并建立了敏感度与模态应变能的关系，通过应变能的变化就可以确定各振动模态中固有频率的参数敏感度，从而为减小振动和结构优化设计提供重要的参考。关键词：两级行星传动；固有频率；敏感度中图分类号：’IHl32．4文献标识码：ASensiti订tyoftw0stagedoublehelicaltoothplanetarygearnaturalftequ

3、enciest0meshin2stiffhessnatUralIreqUenCleSt0meSnln2StlItneSSzHAoYong_qi繇91，LlG小蕊耐，CHANGsh秆，zHANGx瀛矿(1SchoolofMechanical肌dElech口nicEn西neering，HarbiIlInstitute《Tbchnology，HarbirI15000l，China；2Harbin703Re∞aI．chInstitute，HarbiIl150036，China)Abstract：Thestudyonnaturalf

4、bquency8ensiti、ritiestosystemparametersoftwostageplanetarygeartrainwithdoublehelicaltoot}1wasnotreported，t}lougllnaturalfbquencysensitiVitiesoftlleonestageplanetarygearwereinve8t培atedbysomeresearche硌．Inthispaper，parametersunderconsiderationmairIlyincludemeshstifme

5、s8es．UsingtlleweU—de6nedvibrationmodepropertiesoftunedtwostageplanetarygears，tlleeigensensitivitiesarecalculatedandexpressedinsimple，exactfo珊ulae．Thesef0瑚ulaecon—nectnaturalfkquencysensitivi哆witht}lemodalstr{linaIldproVideemcientmeanstodeternlinet11esensi-ti、rityt

6、oall8tifhesspammetersbyinspectionoftIlemodalenergydistribution．Keywords：twostagepIanetarygearmlin；nat啪lfbquency；sensitiVit)r1引言行星齿轮传动系统应用非常广泛，它的动力学分析对减振降噪具有重要的指导意义。固有频率对系统参数的敏感度能够为系统响应的降低、结构设计的优化提供重要的依据。选择调节好系统参数可收稿日期：2009—01—08基金项目：高等学校学科创新引智计划资助项目(B07018)作者简介：赵永

7、强(1980．)，男，哈尔滨工业大学博士研究生，E一删m：zhaoyon鹊ian980@126．com。第1~2期赵永强等：舰船用两级行星传动系统的⋯133以平衡各设计目标。有些文献已经对单级行星齿轮传动系统的固有频率参数敏感度进行了研究，Botman【11和Cunli饪舻研究了行星轮支撑刚度变化对系统固有频率的影响，Kahramanp使用纯扭转模型研究了啮合与支撑刚度对系统固有频率的影响，Saada和Velex【4】研究了自由振动齿圈支撑刚度对系统固有频率的影响，Un和Parke水系统地研究了啮合与支撑刚度、齿轮质量与转

8、动惯量、行星架转速等参数对系统固有频率的影响。本文对大型舰船机械装置中常用的两级人字齿行星齿轮系统进行了固有频率敏感度的分析，文中主要对啮合刚度的敏感度进行了系统的研究，得出了各振动模态中固有频率随参数变化的情况。2系统动力学模型本文使用自己建立的模型，建模时采用集中参数法。齿轮均为人字齿轮，中心轮浮动