修形行星齿轮传动的振动与噪声研究

摘要

由于行星齿轮传动具有体积小、传动比大、承载能力大、传动平稳等优点，它不仅适用于高速、大功率的场合，而且可用于低速、大转矩的机械传动系统中。传统的行星传动大部分采用渐开线齿轮，在啮合过程中会产生啮入和啮出的冲击，导致传动不平稳，从而产生振动和噪声。如何改善齿轮啮合传动性能，减小振动和噪声，是当今社会主要关注的焦点。本文以行星齿轮传动系统为研究对象，试图对行星轮进行修形，通过改变齿轮接触状态对系统的动态性能进行分析。主要研究内容如下：
　　1、主要从齿轮副的刚度激励、误差激励和啮合冲击激励进行分析研究，理论上探讨齿轮振动噪声的产生机理。建立行星齿轮传动系统的振动分析模型，用相对运动动力学基本原理推导系统的振动微分方程。对单对齿轮啮合传动系统的动力学特性进行系统的分析，建立齿轮传动系统的动力学分析模型。
　　2、对齿轮进行参数化设计，通过改变齿轮的关键参数重构齿轮的三维模型。基于齿轮修形的基本原理，对齿轮进行修形。通过行星齿轮的虚拟装配，检查各级零部件之间的装配情况是否存在问题。
　　3、利用Simulation对太阳轮和行星齿轮(修形前、后)进行有限元分析，然后对行星齿轮进行模态分析，保证其在高速运转时行星齿轮不产生共振现象。利用Solidworks与ADAMS数据转换接口，创建行星齿轮传动系统虚拟样机平台，并对该系统进行动力学仿真。
　　4、对修形行星齿轮和渐开线行星齿轮的行星减速器进行振动噪声对比试验，根据对采集到的数据进行处理，得到行星减速器的振动时域和频域图。
　　行星齿轮传动动态测试试验结果验证了有限元分析计算结果的正确性。利用齿轮修形改变轮齿的接触状态，分析减速器在不同工况下的振动噪声，发现齿轮修形能够有效地减小振动噪声。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究内容及方法

第2章 行星齿轮传动的动力学模型

2.1 概述

2.2 齿轮振动噪声产生机理

2.3 齿轮副非线性动力学模型

2.4 行星齿轮传动系统的动力学模型

2.5 本章小结

第3章 齿轮的参数化建模及修形

3.1 概述

3.2 齿轮齿廓曲线的建立

3.3 基于Solidworks的齿轮参数化建模

3.4 齿轮的修形理论

3.5 本章小结

第4章 行星齿轮的虚拟装配及分析

4.1 概述

4.2 行星齿轮的虚拟装配

4.3 太阳轮、行星轮的静力学分析

4.4 行星齿轮的模态分析

4.5 本章小结

第5章 行星齿轮传动的动力学分析

5.1 概述

5.2 ADAMS概述

5.3 行星轮系虚拟样机的建立

5.4 计算与仿真结果分析

5.5 本章小结

第6章 行星齿轮传动的振动噪声试验

6.1 行星齿轮传动的振动噪声实验设备

6.2 行星齿轮传动的振动试验

6.3 行星齿轮传动的噪声试验

6.4 本章小结

第7章 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的研究成果