基于平面約束不確定性的行星傳動自調結構設計研究.pdf

1、行星齒輪傳動具有傳動比大，結構緊湊、傳遞功率大、承載能力高等優(yōu)點，廣泛應用于各種傳動機構中。絕大多數是以“平面約束結構”為基礎，以保證其能夠實現預期平面運動。這種人為的強制平面約束，使平面行星傳動系統成為超靜定的過約束機構，并造成機構工作性能對誤差的敏感。行星齒輪傳動中，廣泛采用多行星輪，以及各種基本行星傳動組合成復雜多樣的傳動系統，使得其約束相比一般平面機構更為復雜。由于機構的工作受到各種內部和外部約束（包括幾何約束、運動約束以及工作

2、環(huán)境約束等）的綜合作用，實際上要保證這些約束精確的平面性是不可能的；制造誤差（特別是形位誤差）、安裝誤差、構件的變形，外部環(huán)境（如溫度、重力物等）及工作條件的變化等，都會造成平面約束的干擾，使其具有不確定性。平面約束的不確定性，導致理論上不影響行星傳動機構順暢運動的過約束成為障礙，并對機械系統的工作性能產生嚴重影響。如行星輪間載荷分布不均，齒輪嚙合副齒長方向載荷分布不均，以及各種誤差引起的周期性的附加應力造成機械振動、沖擊、噪聲增大和齒

3、輪壽命降低等。 為了消除平面約束不確定性對機構工作性能的影響，其中一個重要的途徑就是通過結構設計使機構具有一定的自調功能和能自動適應外部環(huán)境的變化。因此，本文以平面約束不確定性理論為基礎，以消除平面約束不確定性對機構工作性能影響為目的，深入分析、探討行星輪過約束及其自調結構設計。其主要研究內容如下： ①綜合分析基于平面約束不確定性的自調結構設計機理。 ②深入分析了行星齒輪傳動機構中兩大類約束（理論平面過約束與空間

4、平面過約束）來源以及分析這兩類約束對機構工作性能的影響。并提出對此兩大類約束采用不同機理進行消除，以實現機構全面自調。同時，通過對基礎定軸輪系的過約束與自調結構分析，得到消除行星輪中空間平面過約束影響的自調結構設計方法。 ③通過分析行星傳動中幾何尺寸誤差對行星輪系基本構件位移狀態(tài)的影響，明確了均載裝置等自適應結構設計的理論根據，同時也得到消除理論平面過約束方法。 ④提出行星結構集的劃分原則，并在對其約束，自由度分析基礎上