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附录1静态负载对非对称行星齿轮振动特性的影响É.L.Airapetov,V.I.Aparkhov,I.A.Bednyi,andM.Yu.Leontev双行星齿轮减速装置的模型可以用来研究非对称载荷对其振动特性有何影响。关键词双齿轮减速装置模型静态载荷啮合非对称振动特性由于负载平衡的行星齿轮与所谓的浮动的太阳轮在中的使用。使其布置载荷路径的能力大加强,因而使双行星齿能够成功的用于重型机械。在设计行星齿轮减速器方面,由于人们对于它的静态特性和动态特性非常的熟悉以至于在独立思考的情况下思想被束缚,很难有所进步。在有些刊物如齿轮的振动与静载荷传递1,7上,非对称载荷的分布对行星齿轮振动特性的影响的数据是没有被公布的。本次研究的目的是找出这些数据。在设计低噪音行星齿轮装置方面将会考虑到这些数据。在9中研究齿轮装置的振动,以及对振动惯性复合弹性系统进行了研究1012,etc.。我们将使用第一级模数为3第二级模数为5的双行星齿轮减速装置模型。这两级的零部件有类似的结构、几何形状、静态刚度1,4,5。该模型包括⑴刚体(太阳轮和行星轮的传动)⑵质量为零的刚度元素(边齿、轴承、弹性联轴器和阻尼元件以垂直的形式放置在减速器的周围)⑶弹性(轴和外壳的形式是有铁木辛哥梁单元)⑷弹性环边齿及联轴器的环形齿轮数学模型是一个系统的线性代数方程组成立的方法位移,ZxP,并描述平稳三维振动的动力学模型,在选定的坐标系。矩阵Z分子这个系统是一个动态刚度矩阵,这是成立自动有限元的程序系统。啮合问题的减少是双螺旋的。啮合刚度的两个单螺旋边是仿制了10个自由度,刚度元素均匀安排在每个单斜齿轮平面上。这些弹性元件都受单一的力,因为他们只受压力。扰动力作用在太阳和行星齿轮沿轴线的刚度元素上。阻尼弹性元件是通过引入系数虚部的复杂刚度系数_01cci,是损耗因数,,是阻尼因子。值可从0.016至0.16,依靠不同类型的弹性元件和频率。压缩啮合的强迫振动进行了变形设计、精密负载、速度参数三个阶段的研究。第一阶段是静态分析,其目的是估计的影响因素(例如设计参数)在利益上的静态载荷分配力的路径,而在齿圈宽度预定范围内的模式。静态分析的结果用在第二阶段,依靠设计联络补丁以正确的啮合刚度参数的动态模型假定比例的接触长度。然后,设计关系2是用来确定啮合的振幅和扰动力相位特性。最后,振动分析本身就是表现在第三阶段。根据2,第一阶段和第二阶段的螺旋齿轮啮合干扰力是由机械和运动学因素决定的。前者是传递正载荷和时间依赖性刚度成正比___tctPPc而后者是齿误差{螺距误差0、综合误差c、齿形误差p、对准误差(包括牙齿失真)}假设变动各受力路径的参数精度,包括托架内径的错误,属于同一量集,我们可以考虑作为第一近似,对分配到干扰力来说,分配静态负荷功率之间路径相等的不规则因子irK是规则因素。这个假设对机械扰动是严格的。干扰力取决于啮合时的相位关系,这是由行星机构中太阳轮齿数kZ和行星轮齿数cn的比率决定的。显然,如果kZ和cn成倍数关系,那么力是相互激励的否则相位变化是2cZjn,其中j是行星系数,Z是kZ和cn的差(kcZnkZ其中k是整数)。表1显示出在同等规模力的路径,干扰力共同动作对太阳轮Z的各种值。这里M和P均显示,共同动作的干扰力降低到扰动扭矩和扰动横向力量,分别n是齿轮啮合次数。从表1可以看出当1,1cZn时,最密集的调和振子是缺少的既干扰力相互抵消,这就是我们应该追求选择的齿数。但是,分布不规则的干扰力(静态载荷)的行星齿轮,使干扰相互抵消是不可能的。表2表明干扰力共同动作情况下,静态负荷分布不均匀,其中力的路径。这里_P是振动与额定的静态力量的比例1P、2P和3P意味着首次激发,第二次,第三次谐波,分别在离散傅立叶变换的分布静负荷之间的行星齿轮(或干扰力成正比)并且M、MP1和MP2,励磁由扭矩由于对应的力量1。如下表2,在任何谐波zf点是不可能避免振动的。不过,既然有1P、2P和3P等均低于额定静载荷至少一个量级,推荐使好设法让1,1cZn使zf振动减小。我们可以遵循这条规律当3cn时因此,是否对选择了0Z或1,2Z即,扭转力或横向振动取决于一个比较动态分析的结果。现在让我们说明双行星减速齿轮在不对称的静态和动态荷载荷影响下的四个不同的激励方式。(表3)图1展现了当3cn时扭转振幅(a)和齿轮横向振幅(b)。曲线数字对应于励磁方式数字在表3。从图1可以看出扭转振幅(0Z)和齿轮横向振幅(1Z)近似相等。但频率特性是不同的。并且当负荷分布是不规则时扭转振幅(0Z)和齿轮横向振幅(1Z)相等。因此,合适的Z(3cn)选择取决于对某些高速模式噪音的要求和横向阻尼系数。励磁方式(5cn)被列出在表4。图2显示高度输出轴的横向振动(和干扰)根据怎样静态力量被分布在行星齿轮(第一a和第二b谐波)之中的(曲线1和2各自地对应1Z和2Z)。可以看出,当2Z时,行星齿轮中振动最小振幅和依靠巨大的可变非分布力模数2或4。当Pconst和2Z(最优变量)时,它是自然振动不是励磁。当1Z时,行星齿轮中横向振动最大振幅和几乎不依靠巨大的可变非分布力(模数1,5或3)。重型齿轮中浮动太阳轮用来减小irK,我们面对另一个选择重量齿轮试图提供力和减少支架刚度的动态对称也许导致不起作用。例如,在8中复合行星齿轮架有低横向刚度和在大载荷下低横向刚度。所以,在不规则地分布的重量装载之下,一些行星齿轮由运载轴和刚性轴承载。此外,接触面不同(由于不同心度),因此是啮合刚度。enpsC型行星太阳轮啮合刚度是减少接触线。enpsC是行星环啮合刚度,并且shC是行星架刚度。这种行星部件结构,根据1和3,在不同功率路径上降低刚度可能相差一个量级。这种情况正如2所显,降低噪音20分贝。
编号:201311171350586374    大小:1,002.63KB    格式:DOC    上传时间:2013-11-17
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