稳态与冲击工况下汇流行星排动力学分析与试验研究

作     者：刘晓波 

作者单位：北京信息科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王立勇;何春平

授予年度：2020年

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

主      题：汇流行星排 稳态工况 冲击工况 啮合刚度 动力学 

摘      要：汇流行星排作为履带车辆综合传动的重要组成部分,具有结构紧凑,传动效率高,承受载荷能力强的特点,在复杂工况条件下行星排振动噪声问题尤为明显,会直接影响到车辆综合传动系统性能的发挥。本文针对汇流行星排在履带车辆综合传动系统中的振动问题,综合考虑时变啮合刚度、扭转刚度、啮合阻尼、啮合误差等影响因素,研究了汇流行星排齿轮传动系统在稳态与冲击工况下的振动特性,掌握不同典型工况及结构参数对汇流行星排动态响应特性的影响规律,论文研究成果对汇流行星排减振降噪、性能优化以及状态监测具有重要的理论支撑意义与工程价值。本文针对汇流行星排齿轮系统的振动问题,建立了稳态与冲击工况下汇流行星排齿轮系统的动力学模型,对齿轮系统的动力学特性进行理论分析;设计并搭建了汇流行星排齿轮系统振动综合试验台,开展了稳态与冲击工况下汇流行星排振动试验;应用数值计算与试验测试相结合的方法研究了汇流行星排齿轮系统振动特性变化规律。主要研究内容如下:1基于齿轮系统动力学基础理论,综合考虑了时变啮合刚度、啮合误差、轴的弯曲刚度、啮合阻尼等参数影响,论文采用集中参数法建立了稳态与冲击工况下汇流行星排齿轮系统的动力学模型;应用石川公式法求解了汇流行星排齿轮副的时变啮合刚度。2在计算汇流行星排齿轮系统固有频率的基础上,针对系统刚度在传动过程的时变性,分别研究了啮合刚度与轴承支承刚度对固有频率的影响,并结合坎贝尔图分析了系统在不同转速时的共振转速及潜在共振频率值,揭示了汇流行星排齿轮系统运转过程的固有特性。3论文基于所建轮系刚度计算模型,分别给出了稳态激励、冲击激励的表打式采用Newmark法求解了系统动力学微分方程,分析了不同激励状态下汇流行星排齿轮系统的动态响应特性。4搭建了多工况的汇流行星排振动综合试验台,开展了空载、恒速恒载、转速冲击、扭矩冲击下汇流行星排齿轮系统的动态特性试验,通过对加速度传感器所采集的振动信号进行时频分析,获取了不同工况下齿轮系统的时域与频域特性,与数值计算结果一致性较好,验证了动力学模型的正确性。