耦合箱体振动的行星齿轮传动系统动态响应分析

doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2015.09.020

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2015, Vol. 43 ›› Issue (9): 128-134,148.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2015.09.020

耦合箱体振动的行星齿轮传动系统动态响应分析

贺朝霞¹,常乐浩¹,刘岚²

1．长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室，陕西西安 710064;2．西北工业大学陕西省机电传动与控制工程实验室，陕西西安 710072

收稿日期:2015-03-04 修回日期:2015-05-21 出版日期:2015-09-25 发布日期:2015-09-07
通信作者: 贺朝霞(1978-)，女，博士，副教授，主要从事齿轮系统动力学、虚拟样机技术研究． E-mail: hezhaoxia@chd.edu.cn
作者简介:贺朝霞(1978-)，女，博士，副教授，主要从事齿轮系统动力学、虚拟样机技术研究．
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(51205029);长安大学中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2013G3252005，
2013G1502057)

Dynamic Response Analysis of Planetary Gear Transmission System Coupled with Gearbox Vibrations

He Zhao-xia¹ Chang Le-hao¹ Liu Lan²

1． Key Laboratory of Ｒoad Construction Technology and Equipment of the Ministry of Education，Chang'an University，Xi'an 710064，Shaanxi，China; 2． Shaanxi Mechanical and Electrical Transmission and Control Engineering Laboratory，Northwestern Polytechnical University，Xi'an 710072，Shaanxi，China

Received:2015-03-04 Revised:2015-05-21 Online:2015-09-25 Published:2015-09-07
Contact: 贺朝霞(1978-)，女，博士，副教授，主要从事齿轮系统动力学、虚拟样机技术研究． E-mail: hezhaoxia@chd.edu.cn
About author:贺朝霞(1978-)，女，博士，副教授，主要从事齿轮系统动力学、虚拟样机技术研究．
Supported by:
Supported by the National Natural Science Foundation of China(51205029)

摘要/Abstract

摘要： 为获得准确的行星齿轮传动系统动态响应进行精确产品设计，文中建立了耦合箱体振动的 2K-H 行星传动系统动力学模型．将整个行星传动系统分为传动部分与箱体结构两部分，对传动部分采用集中质量模型而对箱体结构采用有限元法建模，然后根据子结构方法将箱体模型转换到轴承支撑的连接节点，并与传动部分通过界面协调条件进行耦合．文中还引入了时变的啮合刚度、综合啮合误差激励，从而获得了一个时变的、多自由度耦合行星齿轮传动系统动力学模型．耦合箱体前、后的系统动力学分析结果表明: 箱体结构的耦合作用使行星传动系统的啮合力与支承力均有较大程度的降低; 在系统参数不变的情况下，输入转速变化使啮合力和支承力呈不同趋势变化; 有必要进行精确的动力学建模与分析，以实现优化的传动系统轻量化和可靠性设计．

关键词: 耦合振动, 行星齿轮, 子结构方法, 动态响应

Abstract: In order to obtain accurate dynamic response analysis of planetary gear transmission systems，an accurate
product design should be performed． In this paper，a dynamic model of 2K-H planetary gear transmission (PGT) system coupled with gearbox vibrations is constructed，in which the whole system is divided into the transmission part and the gearbox structure，and the modeling of the transmission part and the gearbox structure are conducted respectively by means of the lumped mass method and the finite element method． Then，the gearbox model is transformed into the joint nodes of bearing supports through the substructure method and is coupled with the transmission system under the interface coordination condition． Moreover，the time-varying mesh stiffness and the mesh error are also taken into account，and thus a time-varying multi-degree-of-freedom-coupled dynamic model of planetary gear transmission system is constructed． The system dynamics analysis results before and after coupling gearbox show that (1) the coupling of gearbox reduces the meshing forces and supporting forces of planetary gear transmission system markedly; (2) the change of rotor speeds causes the meshing forces and the supporting forces to change in
different directions when other system parameters are invariant; and (3) in order to achieve the light weight design and reliability design of the optimized transmission system，it is necessary to finish accurate dynamic modeling and analysis．

Key words: coupled vibration, planetary gear, substructure method, dynamic response

中图分类号:

TH113.1

贺朝霞常乐浩刘岚. 耦合箱体振动的行星齿轮传动系统动态响应分析[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2015, 43(9): 128-134,148.

He Zhao-xia Chang Le-hao Liu Lan . Dynamic Response Analysis of Planetary Gear Transmission System Coupled with Gearbox Vibrations[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2015, 43(9): 128-134,148.

[1]	张晓晴高华峰张闰朱小龙何敏刘晓明. 舰载机拦阻着舰机身动态响应仿真分析 [J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2018, 46(6): 8-15.
[2]	吴杰梁沛聪. 某汽车排气系统的机械疲劳寿命仿真分析 [J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2018, 46(3): 35-41.
[3]	臧孟炎孟宁褚淑敏陈勇. 变速工况下某变速器壳体动态响应分析[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2017, 45(8): 1-6.
[4]	任亚峰常山刘更吴立言赵晨晴常乐浩. 齿轮－箱体－基础耦合系统的振动分析[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2017, 45(5): 38-44.
[5]	张红邓汉国姚小虎龙谦. 爆炸荷载下夹层玻璃曲板的动态响应分析[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2016, 44(4): 135-142.
[6]	杨阳马鹏程秦大同崔维隆. 采煤机液压混合动力截割传动系统的设计[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2016, 44(1): 108-113,122.
[7]	邱志成吴传健. 旋转双柔性压电梁分层递推模糊振动控制[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2015, 43(10): 100-107.
[8]	陈舟颜全胜胡俊亮黄仕平余晓琳. 人群－桥梁耦合振动研究及参数分析[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2014, 42(5): 75-83.
[9]	刘旺玉张勇陈龙. 大型水平轴风力机多体系统的动力学分析与仿生设计[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2011, 39(4): 44-49.
[10]	陈维平何曾先黄丹罗杰. SiC/Al合金层状复合材料的弹道冲击动态响应[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2010, 38(9): 90-95,101.
[11]	段福海胡青春李宇玲. 钢／塑齿轮组合行星传动系统的振动特性[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2009, 37(2): 60-64.
[12]	陈江辉谢运祥黄敏俊明宗峰陈敬峰. 基于双环控制的BuckDC—AC逆变器[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2009, 37(2): 147-151.
[13]	聂松辉刘宏昭邱爱红. 新型脉动式机械无级变速器的研制[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2007, 35(8): 44-48,54.
[14]	姚小虎韩强赵隆茂杨桂通 . 飞机圆弧风挡的抗鸟撞击问题研究[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2007, 35(2): 6-12.
[15]	任少云杜群贵占文锋蔡开仕. 内摆线柴油机行星齿轮传动机构的仿真[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2007, 35(11): 41-45.

耦合箱体振动的行星齿轮传动系统动态响应分析

Dynamic Response Analysis of Planetary Gear Transmission System Coupled with Gearbox Vibrations

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