行星齿轮传动非线性虚拟样机及其对均载特性的影响研究

摘要

在本篇论文中，采用了有限元模型求出了行星排中行星轮与太阳轮、行星轮与齿圈的非线性啮合刚度及其相位关系，通过仿真分析获得行星轮-太阳轮、行星轮-齿圈的啮合刚度，这种采用有限元模型获得的啮合刚度曲线，比公式法计算的结果更精确，它充分考虑了齿轮制造误差、安装误差、间隙及啮合变形等非线性因素对啮合刚度的影响，对行星变速箱中齿轮的非线性动态特性的研究非常有用，如振动特性与均载特性等。在行星变速箱的非线性虚拟样机模型中集成了上述非线性啮合剐度曲线，采用了快速算法求解器，对模型中涉及到非线性啮合刚度的相关物理量进行了计算并将结果通过接口集成到虚拟样机模型中，实现了对行星变速箱中各个排的均载特性、振动特性及啮合相位等方面的仿真，避免了采用常啮合剐度值，无法对均载特性、啮合相位特性及振动特性进行仿真，更没法对行星变速箱振动设计提供参考依据.通过行星变速箱在某挡位下非线性虚拟样机的高转速加载仿真试验，获得了传动系统中不同构件在非线性啮合条件下的动态特性，对行星齿轮在不同啮合刚度(常啮合刚度与非线性啮合刚度)情况下的仿真对比分析可知，本文采用多个软件进行分别建模、快速求解与集成的方法，解决了原先虚拟样机中齿轮啮合剐性接触无法快速求解及其分析结果不真实的问题，为高转速行星变速籍的非线性振动分析提供了技术途径，也对高转速行星变速箱的振动设计提供了分析依据。