基于變形協(xié)調(diào)的雙重功率分流輪系均載特性.pdf

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1、華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)第40卷第5期JournalofSouthChinaUniversityofTechnologyVo1．40NO．52012年5月(NaturalScienceEdition)Mav2012文章編號(hào)：1000—565X(2012)05—0018—06基于變形協(xié)調(diào)的雙重功率分流輪系均載特性木董皓方宗德王寶賓杜進(jìn)輔(西北工業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院，陜西西安710072)摘要：針對(duì)雙重功率分流系統(tǒng)的載荷均勻分布問(wèn)題，建立了該系統(tǒng)的擬靜力學(xué)模型，并根據(jù)系統(tǒng)構(gòu)成功率流閉環(huán)的特點(diǎn)，推導(dǎo)出了系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)角變形協(xié)調(diào)條件．將該

2、條件與系統(tǒng)的力矩平衡條件和彈性支撐條件聯(lián)立，并運(yùn)用當(dāng)量嚙合誤差和等效嚙合剛度理論，計(jì)算出了各齒輪副傳遞的扭矩，最終得到了系統(tǒng)的均載系數(shù)．文中還從靜力學(xué)角度分析了各構(gòu)件安裝誤差和制造誤差對(duì)系統(tǒng)功率分流的影響．結(jié)果表明，這些誤差對(duì)系統(tǒng)的均載特性共同起作用，單獨(dú)減小某一種誤差，并不能達(dá)到最好的均載效果．關(guān)鍵詞：雙重功率分流；變形協(xié)調(diào)；力矩平衡；彈性支撐；均載；誤差中圖分類(lèi)號(hào)：TH132．4doi：10．3969／j．issn．1000．565X．2012．05．004雙重功率分流傳動(dòng)系統(tǒng)采用功率分支技術(shù)，可析，但是以往對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的研

3、究大多僅考慮構(gòu)件之實(shí)現(xiàn)四路功率的分流，結(jié)構(gòu)緊湊，能在很小的體積質(zhì)間的力學(xué)平衡關(guān)系，而忽略了實(shí)際應(yīng)用中系統(tǒng)必然量下滿(mǎn)足高速重載的工況要求，在船舶運(yùn)輸、航天航構(gòu)成功率流動(dòng)的閉環(huán)這一特征．這種功率流閉環(huán)中空等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景．的構(gòu)件的各類(lèi)誤差會(huì)相互疊加或者抵消，所以考慮國(guó)內(nèi)外對(duì)功率分流傳動(dòng)系統(tǒng)做了大量研究，功率流閉環(huán)中的這種聯(lián)系，能夠更好地反映整個(gè)系Kishl1-2]提出一種雙路功率分流齒輪傳動(dòng)減速器，并統(tǒng)的均載特性．同時(shí)，軸承工作過(guò)程中將產(chǎn)生較大的應(yīng)用于Comanche直升機(jī)減速器中．Krantz等對(duì)彈性支撐變形，使得主傳動(dòng)

4、的軸承相對(duì)位置發(fā)生變Kish提出的雙路功率分流減速器的均載問(wèn)題進(jìn)行化，導(dǎo)致齒面邊緣接觸，進(jìn)而引起嚙合側(cè)隙量改變，了靜力學(xué)研究，得出了當(dāng)時(shí)能滿(mǎn)足制造、安裝條件下從而致使系統(tǒng)載荷不均勻分布，對(duì)計(jì)算結(jié)果影響較的均載系數(shù)．Whitel5提出了雙路分流傳動(dòng)系統(tǒng)中大．因此考慮彈性支撐條件也是分析系統(tǒng)均載特性各發(fā)動(dòng)機(jī)軸相隔較遠(yuǎn)且平行布置的方案，得出了該的一個(gè)必要因素．系統(tǒng)功率損失小和集成性高的結(jié)論．日高照晃等文中建立了雙重功率分流傳動(dòng)系統(tǒng)的力學(xué)結(jié)構(gòu)運(yùn)用靜力學(xué)方法研究了行星輪系中各個(gè)構(gòu)件的誤差模型，利用系統(tǒng)構(gòu)成功率流閉環(huán)的特征，推導(dǎo)出了變對(duì)載

5、荷分配系數(shù)的影響．方宗德等就三路分流星形協(xié)調(diào)條件，并結(jié)合力矩平衡方程和彈性支撐條件，型減速系統(tǒng)在各級(jí)聯(lián)接剛度和星輪偏心誤差影響下求解得到系統(tǒng)的均載系數(shù)，最后分析了制造誤差和的動(dòng)載荷與均載系數(shù)進(jìn)行了分析．劉琳輝等就雙重功率分支機(jī)構(gòu)應(yīng)用于船舶傳動(dòng)裝置進(jìn)行了研究．安裝誤差對(duì)系統(tǒng)均載性能的影響．袁擎宇等。。研究了兩級(jí)星型齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的靜力1系統(tǒng)的力矩平衡條件學(xué)均載問(wèn)題，分析了各誤差對(duì)系統(tǒng)均載特性的影響．陸俊華等¨分析了誤差對(duì)行星輪系均載特性的影雙重功率分流傳動(dòng)系統(tǒng)如圖1所示．雙重功率響．還有不少科研工作者對(duì)均載特性做了分分流傳動(dòng)系統(tǒng)又

6、稱(chēng)為功率四分支，其特點(diǎn)是輸入功收稿日期：2011—12—12基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51175423)作者簡(jiǎn)介：董皓(1985一)，男，博士生，主要從事機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械傳動(dòng)研究．E—mail：donghaofane@sina．com第5期董皓等：基于變形協(xié)調(diào)的雙重功率分流輪系均載特性19率由輸入軸1進(jìn)入，在兩級(jí)減速齒輪傳動(dòng)裝置中的由圖2所示力學(xué)結(jié)構(gòu)模型，整理得到系統(tǒng)力矩第1級(jí)采用功率兩分支，第Ⅱ級(jí)各小齒輪再采用兩平衡條件：分支，實(shí)現(xiàn)雙重功率分支，功率由第Ⅱ級(jí)分支中間齒1+12+T13=0．．輪匯流到第Ⅱ級(jí)大齒輪，最后

7、由輸出軸輸出．該系統(tǒng)，J．2+6+7=02，，，可進(jìn)一步提高傳動(dòng)裝置功率密度比，滿(mǎn)足大扭矩、大，13+8+9：01，3功率、大速比的要求．，，，。十6L，=0(1)系統(tǒng)的力學(xué)結(jié)構(gòu)模型如圖2所示．系統(tǒng)轉(zhuǎn)速為，，1o+7，4．7=0n，輸入扭矩為，轉(zhuǎn)速輸出扭矩為齒輪副嚙合．．1o+8，5．8=0時(shí)的作用扭矩可表示為，=一Ii(i=1，2，?，．，．，，，1o+159=010；=1，2，?，10)，其中Ii．，=rbj／rb，Tbi和rhf分別表，，9，示齒輪i和齒輪的基圓半徑．規(guī)定驅(qū)動(dòng)力矩為正，負(fù)載力矩為負(fù)．K為各齒輪副的嚙合剛度

8、，P和2變形協(xié)調(diào)條件．g(m=1，4，5，?，9；f-2，3，10)為各齒輪的代號(hào)．雙重功率分流系統(tǒng)各齒：淪轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖3所示，各齒輪副嚙合轉(zhuǎn)角之間滿(mǎn)足：△，，(Ti，，)=△一(rbj／rb)△，(2)式中，△表示齒輪i的轉(zhuǎn)角，△(．)表示齒輪在扭矩作用下相對(duì)于齒輪的角