基于变形协调的双重功率分流轮系均载特性.pdf

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1、华南理工大学学报(自然科学版)第40卷第5期JournalofSouthChinaUniversityofTechnologyVo1．40NO．52012年5月(NaturalScienceEdition)Mav2012文章编号：1000—565X(2012)05—0018—06基于变形协调的双重功率分流轮系均载特性木董皓方宗德王宝宾杜进辅(西北工业大学机电学院，陕西西安710072)摘要：针对双重功率分流系统的载荷均匀分布问题，建立了该系统的拟静力学模型，并根据系统构成功率流闭环的特点，推导出了系统的扭转角变形协调条件．将该

2、条件与系统的力矩平衡条件和弹性支撑条件联立，并运用当量啮合误差和等效啮合刚度理论，计算出了各齿轮副传递的扭矩，最终得到了系统的均载系数．文中还从静力学角度分析了各构件安装误差和制造误差对系统功率分流的影响．结果表明，这些误差对系统的均载特性共同起作用，单独减小某一种误差，并不能达到最好的均载效果．关键词：双重功率分流；变形协调；力矩平衡；弹性支撑；均载；误差中图分类号：TH132．4doi：10．3969／j．issn．1000．565X．2012．05．004双重功率分流传动系统采用功率分支技术，可析，但是以往对传动系统的研

3、究大多仅考虑构件之实现四路功率的分流，结构紧凑，能在很小的体积质间的力学平衡关系，而忽略了实际应用中系统必然量下满足高速重载的工况要求，在船舶运输、航天航构成功率流动的闭环这一特征．这种功率流闭环中空等领域具有广阔的应用前景．的构件的各类误差会相互叠加或者抵消，所以考虑国内外对功率分流传动系统做了大量研究，功率流闭环中的这种联系，能够更好地反映整个系Kishl1-2]提出一种双路功率分流齿轮传动减速器，并统的均载特性．同时，轴承工作过程中将产生较大的应用于Comanche直升机减速器中．Krantz等对弹性支撑变形，使得主传动

4、的轴承相对位置发生变Kish提出的双路功率分流减速器的均载问题进行化，导致齿面边缘接触，进而引起啮合侧隙量改变，了静力学研究，得出了当时能满足制造、安装条件下从而致使系统载荷不均匀分布，对计算结果影响较的均载系数．Whitel5提出了双路分流传动系统中大．因此考虑弹性支撑条件也是分析系统均载特性各发动机轴相隔较远且平行布置的方案，得出了该的一个必要因素．系统功率损失小和集成性高的结论．日高照晃等文中建立了双重功率分流传动系统的力学结构运用静力学方法研究了行星轮系中各个构件的误差模型，利用系统构成功率流闭环的特征，推导出了变对载

5、荷分配系数的影响．方宗德等就三路分流星形协调条件，并结合力矩平衡方程和弹性支撑条件，型减速系统在各级联接刚度和星轮偏心误差影响下求解得到系统的均载系数，最后分析了制造误差和的动载荷与均载系数进行了分析．刘琳辉等就双重功率分支机构应用于船舶传动装置进行了研究．安装误差对系统均载性能的影响．袁擎宇等。。研究了两级星型齿轮传动系统的静力1系统的力矩平衡条件学均载问题，分析了各误差对系统均载特性的影响．陆俊华等¨分析了误差对行星轮系均载特性的影双重功率分流传动系统如图1所示．双重功率响．还有不少科研工作者对均载特性做了分分流传动系统又

6、称为功率四分支，其特点是输入功收稿日期：2011—12—12基金项目：国家自然科学基金资助项目(51175423)作者简介：董皓(1985一)，男，博士生，主要从事机械设计与机械传动研究．E—mail：donghaofane@sina．com第5期董皓等：基于变形协调的双重功率分流轮系均载特性19率由输入轴1进入，在两级减速齿轮传动装置中的由图2所示力学结构模型，整理得到系统力矩第1级采用功率两分支，第Ⅱ级各小齿轮再采用两平衡条件：分支，实现双重功率分支，功率由第Ⅱ级分支中间齿1+12+T13=0．．轮汇流到第Ⅱ级大齿轮，最后

7、由输出轴输出．该系统，J．2+6+7=02，，，可进一步提高传动装置功率密度比，满足大扭矩、大，13+8+9：01，3功率、大速比的要求．，，，。十6L，=0(1)系统的力学结构模型如图2所示．系统转速为，，1o+7，4．7=0n，输入扭矩为，转速输出扭矩为齿轮副啮合．．1o+8，5．8=0时的作用扭矩可表示为，=一Ii(i=1，2，⋯，．，．，，，1o+159=010；=1，2，⋯，10)，其中Ii．，=rbj／rb，Tbi和rhf分别表，，9，示齿轮i和齿轮的基圆半径．规定驱动力矩为正，负载力矩为负．K为各齿轮副的啮合刚度

8、，P和2变形协调条件．g(m=1，4，5，⋯，9；f-2，3，10)为各齿轮的代号．双重功率分流系统各齿：沦转角对应关系如图3所示，各齿轮副啮合转角之间满足：△，，(Ti，，)=△一(rbj／rb)△，(2)式中，△表示齿轮i的转角，△(．)表示齿轮在扭矩作用下相对于齿轮的角