擺線鋼球行星傳動(dòng)動(dòng)力學(xué)性能.docx

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1、擺線鋼球行星傳動(dòng)動(dòng)力學(xué)性能擺線鋼球行星傳動(dòng)作為一種精密行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu),其工作過程中所產(chǎn)生的振動(dòng),影響了機(jī)械設(shè)備的精度、生產(chǎn)效率和使用壽命,使得人們對其動(dòng)態(tài)性能提出了更高的要求。研究擺線鋼球行星傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)問題,對其動(dòng)態(tài)性能優(yōu)化具有重要的意義,同時(shí)對工程中應(yīng)用的其它行星傳動(dòng)系統(tǒng)也具有普遍的科學(xué)意義。首先,利用超靜定方法建立了擺線鋼球嚙合副的非線性力學(xué)模型,通過求解能量平衡方程得到嚙合副的載荷關(guān)系式。利用赫茲公式計(jì)算出嚙合副接觸區(qū)中心變形和中心壓強(qiáng)等參數(shù),并求出傳動(dòng)過程中各參數(shù)極值對應(yīng)的嚙合位置。利用疊加法積分求出半橢球狀分布載荷作用下嚙合副

2、的接觸區(qū)變形撓曲面方程、接觸區(qū)表面以下不同深度處的應(yīng)力分布,以及最大切應(yīng)力的深度位置。建立了擺線鋼球嚙合副的有限元模型,根據(jù)嚙合副的載荷分布狀態(tài)對有限元模型進(jìn)行加載,通過對嚙合過程的有限元仿真,得到嚙合副的應(yīng)力分布狀態(tài),并對嚙合過程中承載接觸對的交替變化規(guī)律和嚙合點(diǎn)的應(yīng)力變化規(guī)律進(jìn)行了分析。其次,綜合考慮時(shí)變嚙合剛度、軸承支承剛度和陀螺效應(yīng)等影響因素,建立了擺線鋼球行星傳動(dòng)系統(tǒng)在偏心軸隨動(dòng)坐標(biāo)系下的多自由度平移—扭轉(zhuǎn)耦合動(dòng)力學(xué)模型,并推導(dǎo)出系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)微分方程和動(dòng)力學(xué)方程,以揭示其固有特性。對系統(tǒng)的嚙合剛度激勵(lì)進(jìn)行時(shí)域分析和頻域分析,得到其頻

3、譜成分,并分析了不同系統(tǒng)參數(shù)對嚙合剛度激勵(lì)的影響。通過求解系統(tǒng)的特征值和特征向量問題,得到系統(tǒng)的各階固有頻率和主振型。對系統(tǒng)的固有頻率進(jìn)行靈敏度分析,進(jìn)而探討了系統(tǒng)參數(shù)和傳動(dòng)結(jié)構(gòu)對各階固有頻率的影響。然后,通過對擺線鋼球行星傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程的變換和解耦,構(gòu)建了系統(tǒng)的參數(shù)振動(dòng)分析模型。利用多尺度法計(jì)算出系統(tǒng)的組合共振頻率,并分析了系統(tǒng)的動(dòng)力穩(wěn)定性。利用林滋泰德-龐加萊攝動(dòng)方法推導(dǎo)出內(nèi)共振狀態(tài)下系統(tǒng)的各特征函數(shù),得到系統(tǒng)的穩(wěn)定區(qū)邊界曲線,繪制出穩(wěn)定圖,并分析了系統(tǒng)的廣義質(zhì)量和嚙合剛度對動(dòng)力穩(wěn)定性的影響。在系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程內(nèi)增加線性阻尼項(xiàng),分析

4、了系統(tǒng)阻尼對動(dòng)力穩(wěn)定性的影響。利用攝動(dòng)法求解了系統(tǒng)的參數(shù)振動(dòng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。最后,利用三維設(shè)計(jì)軟件Pro/E對擺線鋼球行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行參數(shù)化造型,并進(jìn)行虛擬裝配。根據(jù)擺線鋼球嚙合副的正確嚙合條件,研究了擺線槽的截面齒形、槽形角和槽深的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,并推導(dǎo)出鋼球密排結(jié)構(gòu)對應(yīng)的擺線短幅系數(shù)設(shè)計(jì)公式。利用Pro/E的Pro/NC模塊設(shè)計(jì)了擺線槽的數(shù)控加工工序,通過軌跡加工方法模擬擺線槽的加工過程,并編制出擺線槽的數(shù)控銑削程序?？偨Y(jié)了擺線鋼球行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)步驟,并成功的加工制造出樣機(jī)。同主題文章[1].安子軍,曲志剛,王廣欣.基于模糊理論的擺線鋼球行星

5、傳動(dòng)接觸疲勞強(qiáng)度可靠性研究'[J].中國機(jī)械工程.2002.(23)[2].滕獻(xiàn)銀,靖穎怡,邢恩宏.三葉擺線型泵用葉片廓線的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及動(dòng)態(tài)模擬研究'[J].機(jī)械設(shè)計(jì).2002.(02)[3].王保民.關(guān)于擺線特性的研究'[J].機(jī)械科學(xué)與技術(shù).2002.(01)[4].吳修然.三鍵圓弧擺線拉刀'[J].鍋爐制造.2004.(02)[5].畢文明.后置發(fā)動(dòng)機(jī)客車水箱進(jìn)風(fēng)道斷面形狀的確定'[J].客車技術(shù)與研究.1995.(03)[6].楚安夫.電子在均勻正交電磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡'[J].重慶師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版).1997.(S1)[

6、7].孫全平,廖文和.基于擺線的高速銑削刀軌生成算法研究'[J].機(jī)械制造.2003.(05)[8].安子軍.端面嚙合擺線鋼球行星傳動(dòng)嚙合副力及強(qiáng)度分析'[J].機(jī)械傳動(dòng).2003.(04)[9].劉杰,艾運(yùn)鈞.擺線平面運(yùn)動(dòng)的逆運(yùn)動(dòng)'[J].長沙鐵道學(xué)院學(xué)報(bào).1998.(03)[10].白海清,戴俊平,彭玉海.新型擺線泵研究'[J].液壓與氣動(dòng).2003.(08)【關(guān)鍵詞相關(guān)文檔搜索】：機(jī)械設(shè)計(jì)及理論;擺線;鋼球;行星傳動(dòng);接觸力學(xué);動(dòng)態(tài)激勵(lì);固有特性;動(dòng)態(tài)特性【作者相關(guān)信息搜索】：燕山大學(xué);機(jī)械設(shè)計(jì)及理論;安子軍;張鵬;