行星齿轮增速机构的浮动均载及固有特性研究

摘要

行星齿轮机构具有体积小、重量轻、传动比大、承载能力强等优点,被广泛应用于航空、汽车、工业设备等众多领域。但由于制造、安装误差和弹性变形等因素的影响,使得行星齿轮机构的输入载荷无法在数个行星轮间均匀分配,由此导致各行星轮承受的载荷不同,某些承载大的行星轮可能产生严重的磨损甚至损坏,无法充分发挥行星齿轮机构功率分流的优势,且会严重影响机构的使用寿命。因此,行星齿轮机构的均载及相关的振动问题一直是工业界和学术界研究的重点。
　　 本文针对行星齿轮机构的均载系数和带均载装置的行星齿轮机构固有特性做了如下研究工作:
　　 第一,建立了中心构件浮动的物理及数学模型,在此基础上运用当量啮合误差和综合啮合刚度原理,提出来一种新的计算行星齿轮机构均载系数的方法,并进行了算例验证,分析了误差方位角对均载系数的影响。
　　 第二,针对双浮动增速行星齿轮机构在启动过程中会出现严重振动的问题,建立了该机构的动力学模型,并对机构的固有特性进行了求解和分析,发现双浮动情况下该机构存在两种振动模式:中心构件扭转振动模式和中心构件平移振动模式。通过固有频率的参数敏感度分析,发现中心构件的支撑刚度对中心构件平移模式下的固有频率值有较大影响,对中心构件扭转模式下的固有频率则没有影响。
　　 第三,为了比较太阳轮浮动和双浮动均载装置对机构固有特性的影响,建立了太阳轮浮动增速行星齿轮机构的动力学模型并对其固有特性进行了分析,发现采用太阳轮浮动均载后机构也存在上述两种振动模式,太阳轮的支撑刚度对固有频率的影响与双浮动情况类似,但最低阶频率属于中心构件平移模式,与双浮动情况不同。