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行星齿轮传动系统碰撞振动特性研究
  • ISSN号:0253-987X
  • 期刊名称:《西安交通大学学报》
  • 时间:0
  • 分类:TH113[机械工程—机械设计及理论]
  • 作者机构:[1]新疆大学机械工程学院,乌鲁木齐830047, [2]西安交通大学机械工程学院,西安710049
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51565055);新疆维吾尔自治区自然科学基金资助项目(20142118004);新疆维吾尔自治区教育厅青年教师启动基金资助项目(XJEDU2014S009).
中文摘要:

针对行星齿轮传动系统轻载高速下存在碰撞振动的问题进行了研究,为此提出了研究方法和分析模型,即在大载荷下采用线性弹簧来模拟轮齿啮合弹性,在轻载下采用Hertz接触理论来计算齿轮副碰撞力,最终采用集中质量方法建立了行星齿轮传动系统碰撞振动分析模型。研究分析发现:在大载荷、连续增速下,行星齿轮传动系统在太阳轮与行星架扭转振动模式以及内齿圈横向振动模式所对应的固有频率位置出现了共振,并引起了较大的啮合力波动;在轻载下,齿轮副啮合状态发生了变化,出现了碰撞振动,随着负载的增加,接触力的变化呈现出强非线性特征,齿轮副脱啮时间逐渐缩短;当负载达到门槛值时,齿轮副不再脱啮;随着转速的提高,脱啮时间逐渐缩短,碰撞力波动幅值呈线性增大的趋势。该结果可为行星齿轮传动系统减振、降噪研究提供理论依据。

英文摘要:

In order to study the dynamic vibro-impact characteristics of planetary gear transmission system under the operating conditions of high speed and light load, a new planetary gear transmission modeling method is presented. In the modeling process, linear springs were used to simulate gear mesh elasticity under heavy load cases, and the Hertz contact theory was used to calculate the contact force under light load cases. In addition, the vibro-impact model of a planetary gear transmission was established by using lumped mass method. The effects of the operating conditions on the system vibro-impact characteristics are analyzed. As results show that, with the growing of the input speed, the mesh force exhibits obvious fluctuations due to the resonance of the sun gear and carrier appears torsion vibration, ring gear's transverse vibration under the heavy load. Under the light load condition, the vibro-impact occurs in the gear pair, the changing trend of the contact force shows strongly nonlinear characteristics. The time of contact loss in gear pair decreases gradually as the load is increased, until it is reach vibro-impact threshold value, then no contact loss happens. With increasing of the input speed, the time of mesh-apart is decreased gradually, and the fluctuation amplitude of contact force shows a linearly increasing trend. The study provides useful theoretical guideline to the low-noise design of planetary gear transmission.

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期刊信息
  • 《西安交通大学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人共和国教育部
  • 主办单位:西安交通大学
  • 主编:陶文铨
  • 地址:西安市咸宁西路28号
  • 邮编:710049
  • 邮箱:xuebao@mail.xjtu.edu.cn
  • 电话:029-82668337 82667978
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-987X
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1069/T
  • 邮发代号:52-53
  • 获奖情况:
  • 美国《工程索引》(EI光盘版)定期收录的中文期刊,《中文核心期刊目录总览》综合类核心期刊,科技部《科技论文统计与分析》统计源,《中国科学引文数据库》刊源,获全国高校优秀科技期刊一等奖,“百种中国杰出学术期刊”称号,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:27275