基于平面約束不確定性的行星傳動(dòng)自調(diào)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究.pdf

1、行星齒輪傳動(dòng)具有傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)緊湊、傳遞功率大、承載能力高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中。絕大多數(shù)是以“平面約束結(jié)構(gòu)”為基礎(chǔ)，以保證其能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期平面運(yùn)動(dòng)。這種人為的強(qiáng)制平面約束，使平面行星傳動(dòng)系統(tǒng)成為超靜定的過約束機(jī)構(gòu)，并造成機(jī)構(gòu)工作性能對(duì)誤差的敏感。行星齒輪傳動(dòng)中，廣泛采用多行星輪，以及各種基本行星傳動(dòng)組合成復(fù)雜多樣的傳動(dòng)系統(tǒng)，使得其約束相比一般平面機(jī)構(gòu)更為復(fù)雜。由于機(jī)構(gòu)的工作受到各種內(nèi)部和外部約束（包括幾何約束、運(yùn)動(dòng)約束以及工作

2、環(huán)境約束等）的綜合作用，實(shí)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(gòu)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(huì)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(dǎo)致理論上不影響行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)順暢運(yùn)動(dòng)的過約束成為障礙，并對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的工作性能產(chǎn)生嚴(yán)重影響。如行星輪間載荷分布不均，齒輪嚙合副齒長(zhǎng)方向載荷分布不均，以及各種誤差引起的周期性的附加應(yīng)力造成機(jī)械振動(dòng)、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(duì)機(jī)構(gòu)工作性能的影響，其中一個(gè)重要的途徑就是通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使機(jī)構(gòu)具有一定的自調(diào)功能和能自動(dòng)適應(yīng)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(chǔ)，以消除平面約束不確定性對(duì)機(jī)構(gòu)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(diào)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。其主要研究?jī)?nèi)容如下： ①綜合分析基于平面約束不確定性的自調(diào)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)理。 ②深入分析了行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)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(duì)機(jī)構(gòu)工作性能的影響。并提出對(duì)此兩大類約束采用不同機(jī)理進(jìn)行消除，以實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)全面自調(diào)。同時(shí)，通過對(duì)基礎(chǔ)定軸輪系的過約束與自調(diào)結(jié)構(gòu)分析，得到消除行星輪中空間平面過約束影響的自調(diào)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。 ③通過分析行星傳動(dòng)中幾何尺寸誤差對(duì)行星輪系基本構(gòu)件位移狀態(tài)的影響，明確了均載裝置等自適應(yīng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理論根據(jù)，同時(shí)也得到消除理論平面過約束方法。 ④提出行星結(jié)構(gòu)集的劃分原則，并在對(duì)其約束，自由度分析基礎(chǔ)上