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1、Ngwn型行星齿轮在汽车后视镜电动调节机构中设计应用摘要:详细解析ngwn行星齿轮的传动原理与汽车后视镜的关系,并对ngwn型行星齿轮机构实现大传动比时齿轮齿数的分析,推导出简化公式,为齿数设计带来很多方便。并通过实例对该轮系实例作为减速机构在汽车后视镜电动调节机构中额设计应用作出相应介绍。该实例指明,简化公式使该机构中齿轮的齿数的快速选择提供了可能,并对机构的结构优化设计具有指导意义。关键词:行星齿轮;汽车后视镜;大速比行星齿轮Design and Application of Ngwn Planetary Gear in Electric adjusting Mechanism of Au
2、tomobile Rear MirrorAbstract:I n this paper, the relationship between the transmission principle of NGWN planetary gears and the rearview mirror of automobile is analyzed in detail, and the analysis of gear tooth number when the NGWN planetary gear mechanism is realized, the simplified formula is de
3、duced, which brings a lot of convenience to the design of tooth number. An example is given to introduce the application of the wheel design example as a deceleration mechanism in the electric regulator of the automobile rearview mirror. The example shows that the simplified formula provides the pos
4、sibility for the rapid selection of the tooth number of gears in the mechanism, and is instructive to the structural optimization design of the mechanism.Key words: planetary gears; car rearview mirror;High speed ratio planetary gear目 录第1章 绪论31.1研究背景及意义31.2国内外研究现状31.2.1 大速比行星齿轮研究现状31.2.2 行星齿轮传动均载特性研
5、究现状5第2章 大速比行星齿轮传动的特点和基本参数设计72.1 大速比行星齿轮传动的特点72.2 大速比行星齿轮的效率和基本参数设计82.2.1 大速比行星齿轮的效率82.2.2大速比行星齿轮的传动比82.2.3大速比行星齿轮基本参数间的关系92.3大速比行星齿轮实现大速比的原理92.4总结9第3章 优化大速比行星齿轮效率103.1 大速比行星齿轮效率比较低的原因103.2大速比行星齿轮效率优化的方法113.3本章小结11第4章 大速比行星齿轮静态均载特性分析114.1静态均载特性结果分析124.2本章小结12第5章 大速比行星齿轮热弹流润滑特性分析125.1大速比行星齿轮热谈流分析125.2
6、热弹流润滑数值计算方法135.3 三种大速比行星齿轮热弹流润滑结果对比145.4本章小结14第6章 总结14参考文献15致谢15第1章 绪论1.1研究背景及意义机械类的装备常常要求其齿轮传动系统实现大传动比并传递大扭矩, 如采煤机截割部传动系统、风力发电齿轮增速箱、 采煤机截割部传动系统、 土压平衡盾构机主减速器等。 平行轴齿轮传动的最大传动比一般超过5,一级NGW 行星齿轮的最大传动比一般不超过9。工程中若作减速用, 输出端常常是低速大扭矩, 若作增速用, 输入端常常是低速大扭矩。因此为实现很大的传动比, 工程中常常采用多级平行轴齿轮和一级NGW串联或者是多级NGW行星齿轮直接串联的齿轮传动
7、系统。整个齿轮传动系统的外形尺寸取决于最后一级齿轮传动传递的转矩。1.2国内外研究现状1.2.1 大速比行星齿轮研究现状国内外已经有不少学者对NGWN(I)型,NGWN(II)型和正号机构NN这三种大速比行星齿轮进行相关的科学性的研究。国内对NGWN(I),NGWN(II)和正号机构的研究可分为三类。第一类是效率和传动比的计算公式推导。 林建德固运用图论的方法并结合运动学的原理、力矩平衡原理及能量守恒原理推演出了 NGWN 的传动比和效率计算公式。曹焕亚凹证明了循环功率流的产生是使得 NGWN(I)型和 NGWN(II)型功率损耗增大, 效率降低的主要原因。卢存光凹将NGWN型行星轮系分解为3
8、个简单的K-H型轮系单元,接着对这些单元进行运动分析和受力分析, 列出方程组并求解, 并对轮系的功率流向进行系统性的分析,发现NGWN中存在的循环功率流是使得其效率较低甚至发生自锁的原因,NGWN 啮合效率的提高只能通过减小循环功率来获得。辛家祥圆运用转化机构法推导了NGWN(I)型和NGWN(II)型的传动比和效率计算公式。第二类是关于三种大速比行星齿轮的优化设计。 饶振纲凹详细地讨论了 NGWN(II)型的设计理论, 包括配齿计算、模数确定、啮合参数和几何尺寸计算、以体积最小为优化目标,装配条件等约束条件下的优化设计。 胡水华运用可靠性理论与最优化方法, 提出了 NGWN(I)型行星传动系
9、统的可靠性计算方法, 建立了 NGWN(I)系统可靠性优化设计的数学模型, 该可靠性优化设计数学模型中提及了各齿轮的接触疲劳强度可靠度、弯曲疲劳强度可靠度,行星轮轴承的可靠度, 并以可靠度最高为优化目标; 经过实例计算发现系统的可靠度降低主要是因为 NGWN(I)两内齿轮的弯曲疲劳强度可靠度较低引起的, 是整个系统的薄弱环节。 刘文吉凹针对针对正号行星齿轮 NN 传动时的多齿啮合效应, 采用有限元法建立了渐开线少齿差多齿啮合模型, 分析了动态轮齿的接触特性, 得到了完整啮合周期内齿面接触应力、 齿面印痕、 齿面滑动位移等啮合特性参数, 分析了啮入、 啮出冲击对齿顶刮行的影响。 第三类是实验或实
10、际工程应用中发现这三种大速比 行星齿轮的存在问题。 邹小红讲行了 NGWN(II)的实验, 发现应用于 NGWN(II)存在输出齿圈磨损严重的现象。 杨小安介绍了一种锥齿轮与斜齿圆柱齿轮组合的 NGWN(I), 具有承载能力大、 噪声小、 结构简单等优点, 推导了该组合减速器的传动比、 效率、 圆锥轮预压力的计算公式。 宋轶民运用集中参数法建立了计入时变啮合刚度和陀螺效应的 NGWN 行星齿轮系统的平移-扭转耦合模型。 靳云山分析了 NGWN(I)中的双联行星轮的加工过程, 指出 NGWN(I)型中的双联行星轮齿厚误差等加工装配误差会使得行星轮系的均载效果较差、 齿轮偏载和轴承早期失效、 承载
11、能力下降。方瑞华介绍了NGWN 行星齿轮机构作为减速机构在汽车后视镜电动调节机构中的设计应用,为实现大传动比满足减速要求,对齿轮齿数设计做了研究,推导出简化公式,为齿数的选择以及机构的优化提供了较大方便,并用设计实例对齿数的选择做了一些相关介绍。ArnaudovlId对 NGWN(II)进行了几何计算,给出了选择NGWN(II)型中各齿轮的变位系数应该遵循的约束条件, 并用实例验证了如何避免 NGWN(II)输出齿圈的齿顶不与行星轮 c 干涉的具体方法.JonathonI证明了 NGWN(I)型和NGWN(II)型的总效率是传动比的函数,且当传动比很大时,效率迅速降低。Hori1副证明了在很宽
12、的传动比范围内NGWN(II)的效率都很难超过79%,通过同时改变各齿轮的变位系数和齿顶圆半径, 使得 NGWN(II)型两内啮合的啮入重合度和啮出重合度相等可大大提高NGWN(II)的总效率,并给出了具体的效率优化方法。YUI9指出NGWN(I)、 正号机构对制造、 安装精度要求高, 尤其是对双联行星轮轴承孔的位置精度要求 很高, 制造、 安装误差会大大影响 NGWN(I)、 正号机构的均载性能.Long-Chang Hsieh20对NGWN 行星齿轮进行轮系分析并运用循环功率法推导了 NGWN 的效率计算公式, 并分析获得NGWN行星齿轮内部存在循环功率流,齿轮的加工精度对NGWN 的总效
13、率有很大影响的结论。A.GOLENKO对Hori对 Hori 提出时NGWN(II)型效率优化万法进行修止,在修正的效率优化模型中考虑了实际刀具加工对 NGWN(II)型的影响, 使得模型中齿轮啮合的状态更加符合实际啮合状态。 Hhn 发表了一系列低耗齿轮的论文, 旨在提高单对齿轮啮合的效率, 并尝试将低耗齿轮应用于大速比行星齿轮传动中。Hhn22分析了齿轮几何参数对啮合效率的影响, 这些齿轮几何参数包括端面重合度、 模数、 螺旋角、 分度圆压力角、 表面粗糙度、 速比、 齿宽、 啮入啮出重合度、 齿根圆角半径, 并指出端面重合度和模数对齿轮啮合效率的影响最大, 端面重合度和模数越小, 齿轮啮
14、合效率越高。B.R Hhn3证明了齿轮实现低啮合功耗损失的主要方法是让啮合齿轮的啮入重合度与啮出重合度相等,从而使得啮合点集中在节点附近。Hhn24将低耗齿轮应用于正号机构 NN 行星齿轮上, 使得正号机构 NN 的啮合效率从8.81%提升到95.94%。Hhn25推导了NGWN(I)的效率和传动比计算公式,提出低耗齿轮的概念, 计算了 NGWN(I)型的三对啮合 (太阳轮-行星轮啮合、 行星轮-固定齿圈啮合、 行星轮-输出齿圈啮合) 均采用低耗齿轮时效率能大幅高, 但该文献作者并未进行低耗齿轮应用于NGWN(I)型的详细齿轮参数计算。从查阅到的文献来看, 大速比行星齿轮虽然能实现很大的传动比
15、,且零部件数量少, 但主要存在两方面的问题影响了它们广泛采用:a.效率偏低.NGWN(I)型、NGWN(II)型和NN 型的效率都很难超过90%,而且效率值随传动增多而逐渐降低。b.对制造与安装精度要求较高,轮系的均载性能对制造、安装误差较敏感。NGWN(I)型和NN 型的双联行星轮制造,而NGWN(II)的行星轮需要同时与三个中心轮啮合, 对制造与安装的精度要求也很高。这是由于效率低导致的。由于这三种大速比行星齿轮效率偏低, 在传递大功率时会导致严重的发热问题,将会降低热胶合承载能力。1.2.2 行星齿轮传动均载特性研究现状近几年来, 国内外许多学者为了更加深入性地了解行星齿轮的均载特性,
16、分别从静力学和动力学的研究角度出发, 分析了行星齿轮传动机构的均载性能。Kahrama对行星齿轮轮系的均载问题作出相应分析, 并提出了动态均载系数, 静态均载系数和动载系数三个参数, 用来表示行星齿轮传动的均载效果, 在动力学分析中主要考虑了刚度的变化.Kahraman对行星齿轮传动装置进行了静态力学分析和实验, 在分析模型中, 齿轮的位置偏差和齿形误差得到考虑。Kahraman采用有限元法分析了内齿轮的柔性对行星轮系准静态均载特性的众多影响,他指出内齿轮的柔性与其厚度密切相关,并且其柔性程度大大影响行星轮系的均载特性。Sing.A指出只有行星轮中心位置误差的切向分量才会影响行星齿轮系统的载荷
17、分配而其径向分量对载荷分配没有影响。除此之外,Sing.A还研究了另外一个就是不考虑中心构件轴承刚度的行星齿轮系统均载特性看有没有影响,并给出了误差补偿力与误差太阳轮行星轮内齿圈支路等效刚度之间的量化关系。Montestruc研究了行星轮齿轮轴刚度对均载特性的影响,并指出采用柔性行星轮齿轮轴的方法对改善行星齿轮系统均载特性有巨大影响。M. Iglesias建立了行星轮系的的静力学均载模型,模型中考虑了切向的和径向的行星轮轴承位置误差、浮动与非浮动太阳轮对行星轮系均载性能的影响。行星齿轮 NGWN()、NGWN()和正号机构 NN 在传递大功率时热弹流润滑时状况十分恶劣。针对齿轮传动的弹流润滑性
18、,国内外学者发表了许多关于齿轮弹流润滑的文献。 1916 年Martin首次将雷诺方程与齿轮润滑两个分析结合起来。他主要采用的方法是近似代替法,即用圆弧来代替齿廓,因为两者的形状相近。在此基础上研究了齿轮、齿条啮合的润滑性问题。由于他的这种方法既简单又方便,而且与实际情况的相似度很高,至今为止,仍然被许多学者沿用特别是在齿轮润滑性的研究领域,在研究中不仅需要考虑润滑油的粘压特性和粘温特性,还要把齿轮材料的弹性与惯性力等因素同时算入研究中。与此同时,Maritin 的方法就成为首要选择的一个研究方法。齿轮弹流润滑理论研究自此之后成为备受关注的研究课题,得到了广泛的传播。 Adkins 和 Rad
19、zim-ovsky在不计算润滑油的粘压效应和粘温效应的前提下,更多的考虑了轮齿的几何形状和齿轮传动的工作条件等实际问题、齿面接触过程中发生的弹性变形的作用等,计入时变量去研究润滑油膜沿齿轮啮合线的变化情况。Mcewen同时存在滚动摩擦和滑动摩擦的啮合齿轮间的油膜厚度进行分析。Dowson等在忽略轮齿的滑动和齿面弹性变形并且假设载荷均勾恒定的情况下分析油膜厚度沿喃合线的变化规律。Wang 和 Cheng利用有限元方法计算了齿轮传动过程中载荷和齿面温度沿啮合线变化的规律,又探讨齿轮传动的相应参数对滑油膜厚度的影响。最后公开表示,减小轮齿宽度或提高传动比等都有助于提高齿轮传动的润滑性能,不久之后,W
20、ada采用牛顿法并赋值给定的挤压速度与卷吸速度的比值,求解了Reynolds 方程与弹性变形方程,最终得到准稳态完全数值解,这些数值及研究同 Gmbin的解相比,这些解中具有很多新的特征。Wada的研究成果把齿轮动态润滑的研究带入另一个崭新的时期,走入一个新的大门。华东耕运用牛顿法研究了随机载荷对油膜厚度的影响,其研究结果显示油膜厚度在单齿啮合到双齿啮合的转换处的过渡时期异常的平稳。Roland则提出最小油膜厚度在轮齿所受载荷发生变化的临界处会出现比较大的波动现象,另外,轮齿接触区次表面上主剪应力的最大值出现在节点处。卢立新等人通过建立扭振模型得到直齿圆柱齿轮啮合轮齿在一个周期内的动载荷谱,并
21、且还考虑非稳态效应和流体的非牛顿特性,运用牛顿法求解了齿轮传动弹流润滑问题。然后,釆用数值分析方法,以标准载荷谱为依据,来求解非牛顿流体瞬态弹流润滑模型,并提出外载荷的动态效应和流体的非牛顿效应对于进行齿轮传动弹流润滑性的研究是不容忽略的。第2章 大速比行星齿轮传动的特点和基本参数设计2.1 大速比行星齿轮传动的特点在此列出为常见的行星齿轮传动分类,各字母的含义如下:N内啮合,W外啮合,G公用行星轮。由该表可知。NN 型、NGWN()型、NGWN()型可实现的传动性比较大。NGWN()和NGWN()甚至可以实现100以上的传动性。因此本文选择NN 型、NGWN()型和 NGWN()型行星传动作
22、为研究对象,对它们进行性能、优缺点对比分析。行星齿轮传动分类传动形式推荐传动比效率 特点NGW2.8997%99%效率高、体积小,获得广泛应用NW72197%99% 传动比范围大,双联行星轮制造、安装复杂 NN83070%90% 传动比范围大,双联行星轮制造、安装复杂 WW 1.2 以上上70%90%运动精度低,外形尺寸较大,一般不用于动力传递 NGWN() 2010080%90% 结构紧凑,传动比很大,双联行星轮的工艺性差,太阳轮输出时可自锁 NGWN()5050070%84% 结构紧凑,可实现很大传动比,太阳轮输出时可自锁由于传动比、啮合点、齿轮数量、估算的轴承数量,不难发现实际在在实现同
23、样大小的传动比下,上述的三种大速比行星齿轮的零部件数量更少。在实现同样大的传动比下,这三种大速比行星齿轮大大缩短了齿轮传动系统的传动链。更多的传动链和更少的传动系统零部件,可以有效地降低整个齿轮传动系统的故障发生率,提高整个齿轮传动系统的工作可靠性,并有助于延长传动系统的无故障工作时间。但与此同时,大速比行星齿轮也存在以下这些问题,从而限制了它在市场的广泛应用:效率偏低。NGWN()型、NGWN()型和 NN 型的效率都很难超过 90%,而且效率值随传动增大而迅速降低。对制造精度要求较高,就会导致大速比行星轮系的均载性能对制造误差存在较大影响。NGWN()型和 NN 型的双联行星轮制造、安装困
24、难,而 NGWN()的行星轮需要同时与三个中心轮啮合,对制造、安装的精度要求将会更高。 效率低导致的发热问题。由于这三种大速比行星齿轮效率偏低,因此在传递大功率时会导致严重的发热问题,使得热胶合承载能力的降低。2.2 大速比行星齿轮的效率和基本参数设计2.2.1 大速比行星齿轮的效率行星齿轮转动的效率就是衡量一个转动齿轮的好坏标准之一,他主要的计算方法有力矩法、啮合功率法和速比法,前面两个计算方法通常效率都是不一样的,这也是因为啮合功率法中所用的啮合功率一般都是理论啮合功率法并不是实际的啮合功率法。而且这种计算方法是比较繁琐的,一般情况下,都是可以采用速比的计算方法的,因为他的计算方法不仅简单
25、,而且还更加实际化。像国外的很多学生都会提出很多关于行星齿轮转动速率计算的想法,可以从运动学,动力学和机构学的角度来分析这些计算方法。从理论上来讲,他可以更加深层次的分析计算行星齿轮传动的效率,但是如果能够再加上完美的实验条件,这样的话就会获得更多的收获。2.2.2大速比行星齿轮的传动比在大速比行星齿轮的转动比例来看,它的基本原理就是行星齿轮转动和定轴齿轮转动的最基本的区别就是行星齿轮转动,它有着可以围绕着主轴线转动的行星架;而且安装在转臂上的的行星齿轮他既可以自行转动,也可以公用的转动。所以行星齿轮的转动不可以用定轴齿轮的转动方法来进行计算。按照他们运动的原理来看,如果说给整个行星齿轮加上一
26、个与行星架价速度差不多相等方向却相反的公共角速度的话,那么他以前的角速度运动的行星架,就会停止转动。所以要把这个行星齿轮转动,改变成定轴齿轮转动,这样的话定轴齿轮传动就可以叫做该行星齿轮转动的转化机构。2.2.3大速比行星齿轮基本参数间的关系这一章节主要是想要讨论一下大速比行星齿轮的传动比和效率之间的关系。从网络上面查找资料的话,就可以看到NGWN行星齿轮的三种运动学中,它的转动率在100的时候,时效就分别为38.26%、54.06%,51.3%,运动学的可行机构是效率最强的,所以NGWN的等效机构就可以用运动学可行机构来代替。所以说,NGWN行星齿轮也可以被说成是一级 NGW 行星齿轮和一级
27、正号机构 NN 串联。而且还是它们的乘积。2.3大速比行星齿轮实现大速比的原理NGWN行星齿轮传动都是同一个系列的相互啮合的齿轮,他主要的作用就是要把主动轴运动传送到从动轴中,而且在这个轮系中一定要有一个或者是一个以上的齿轮轴线,它可以绕着固定的位置来回旋转。太阳轮成为主动件,那齿轮固定的情况下,当太阳轮转动的时候,行星轮也要随着自己的轴线转动,而且还要带着行星架绕着太阳轮自转,达到一个速度和力量的传递。他的一些主要的转动结构可以分成四个部分:太阳齿轮、行星齿内齿轮环,采用直接连线的方式去启动太阳齿轮和太阳齿轮要结合行星齿轮架上的行星齿轮一起转动。所有的行星齿轮都是要沿着外齿轮达到加速的目的的
28、。2.4总结这一大章主要是想要围绕这三种大速比行星齿轮的一些特点来做出相关的调查。而且还要使用转动比公式来分析一下,大速比齿轮实现的一些原理。它的原理就是这三种大速比行星齿轮的转动比和其他两个齿圈的齿数成为反比,但是因为这三种大速比行星齿轮中的其他两个齿圈的次数比较相近,所以他可以完成很好的转动比。第3章 优化大速比行星齿轮效率3.1 大速比行星齿轮效率比较低的原因大速比行星齿轮最大的一个特点就是他可以完成很大的传动比,而且他的传动区域还是很大的,可是他的效率比较低,所以很难去达到一个工程的需求,有时还会带来容易发热和齿轮润滑比较困难的情况。效率这个关键问题是最影响一个大速比行星齿轮获得大家认
29、可的因素。 为了想要知道大速比行星齿轮为什么效率比较低的问题,我们就必须要了解大速比行星齿轮他内部的功率流。所以我们这一小节主要是用的是单元分析法来分析一下内部的功率流的,我们首先要做的事情就是要把大速比行星齿轮分化成一个简单的行星架型的轮系,而且还要会画出它的零散图,然后再根据这个图创建一下运动的方程组和力矩的方程组,然后把它们组合在一起解出答案,最后再根据构建传递功率中的数据看他是正的数据还是负的数据,最后在离散图中标出它的功率方向。根据上面的离散图中就可以看得出来大速比行星齿轮它的内部存在的循环功率流向,循环的功率他只可以在轮系的单元中来回循环。大速比行星齿轮中是有这样的循环功率流的,他
30、是为了加强摩擦的功率损失,减少大速比行星齿轮的效率。这也是为什么大速比行星齿轮他的效率比较低的原因。3.2大速比行星齿轮效率优化的方法现在国家规定了齿轮高系数的值数了,当时用正常的齿制的时候,齿轮顶层上的高系数只能是1,;然后在使用短齿制的时候,齿轮顶层的搞系统就是8。这些规定一般都是为了齿轮能够更好的生产。可是如果齿轮的高系数可以在允许的范围内改变值数的话,这个时候就会根据调整变位的系数和齿轮的高系数,然后用来调整齿轮顶部圆的压力角。通过调节啮入一样的地方和啮出一样的地方的数值来达到获取低功耗齿轮,完成齿轮更高的啮合效率。3.3本章小结因为效率比较低的原因,所以无论大速比行星齿轮可以完成很大
31、的转动比,都还是会妨碍他们在这个市场中的定位效果的。除此以外,这篇文章还讲解了一些如何去增加有优化一个齿轮啮合效率的参数问题,按照低功耗齿轮可以实现高速度的啮合的这一点,就可以提出一种去通过改变啮合齿轮的变动位置的系数和齿轮顶部高系数的方法来完成啮合齿轮的啮入一样的地方和啮出一样的地方之间的相同度,然后实现一种低功耗的齿轮高效率的啮合。第4章 大速比行星齿轮静态均载特性分析4.1静态均载特性结果分析这一节主要是要想到通过一个行星轮轴承孔的位置误差和一个行星轮齿厚度的误差的一个静力学的均载模型来对他进行分析和比较。(1)首先行星轮轴承孔位置的误差,这要想到的就是行星轮轴承孔的位置是否真的有正误差
32、,一般的正误差的数值范围都是在0到100um之间的。但是,因为只想到了静力学的特性,所以行星轮的均载系数都是根据误差值的变动产生线性变动的。那么这三种大速比的行星齿轮和NGWN行星齿轮的均载系数都是要根据行星轮轴承孔位置的误差造成线性的提高的。使用这种单浮动策略的时候,一部分的行星轮轴承孔的位置误差都是会由于中心轮的浮动来解决掉的。所以是欧诺个这种单浮动策略之后,不管一部分的轴承孔位置是真的根据中心轮的浮动解决了误差,还是因为行星轮系的系统刚度更大的扩大了,所以NGWN一号和NGWN二号的均载系数都是回避正号机构的NN和NGW行星齿轮要大的,因为他们的均载性能特别的差,所以对行行星轮轴承孔的误
33、差位置才会更加的敏感。(2)一般大家都知道的NGW行星齿轮中,正的行星齿轮它的厚度误差会让这个行星轮比别的行星轮更加快的进入啮合的,但是负的行星轮齿的厚度误差是会让这个行星轮晚些进入啮合的,这样的话每一个行星轮的载荷分配都是会产生不一样的改变的,行星轮系的均载特性也都是会因为这个而产生改变的。但是对于使用双联行星轮的NGW一号型和正号机构的NN行星齿轮的话,双联行星轮上出现的误差是没有直接的关系的,它们可能会有不同误差值的齿厚。双联行星轮上不一样的齿轮厚度误差是可以结合我这篇文章中想到的双联行星齿轮厚度误差类型为c有负的齿轮厚度误差的,行星轮d也是有齿轮厚度误差的。可是NGWN二号和NGW行星
34、齿轮都是不选用双联行星轮的,所以这两种的行星轮都是只想到上面负的齿轮厚度误差的。4.2本章小结主要是想要通过限制大速比行星齿轮然后取得大速比行星齿轮的大范围使用它,它的不足之处就是大速比行星齿轮的均载性能都是对误差比较在意的,所以在制造的时候,精度低了的话,大速比行星齿轮的均载性能就会很差。第5章 大速比行星齿轮热弹流润滑特性分析5.1大速比行星齿轮热谈流分析传动虽然大,但效率低,传达电力时热量高,润滑不良。为了得到大行星齿轮的公正应用价值,一部分可以提高效率降低热。另一部分在同一效率和发热条件下使用双压力角非对称齿轮减少润滑油的最大温度,增加最小的温度。润滑油的最小油面膜的高速速度改变了行星
35、齿轮的润滑状态,然后改变了高速比行星齿轮的润滑状况。分析高速比行星齿轮热弹性流体动力润滑,分析了大电力电动时润滑油最大温度和最小油度。这种条件是为了改变全速非行星齿轮的润滑状态,将双重压力角非对称齿轮适用于3种高速比行星齿轮。工作方使用高压角利用齿轮热弹流润滑模型分析了这一双压角的非对称旗,起到了大速比行星齿轮润滑状态的作用。5.2热弹流润滑数值计算方法润滑油压力计算本文使用的是多网格法求解润滑油压力分布,使用多网格积分法计算油膜厚度。应用多重网格方法求解压力分布的过程。实际上就是把计算区域划分成一系列密集的多层网格,使每层网格代表一个计算域。Reynolds方程是与压力相关的二阶偏微分方程。
36、根据多重网格的原理,需要离散化才能得到代数方程的近似解和偏差传递。然后对每层网格进行替换,得到满足最密集网格精度要求的数值解。 本文采用多重网格法求解润滑油压力分布,计算油膜厚度时采用多重网格积分法。应用多重网格法求解压力分布的过程实际上就是把计算区域划分成一系列疏密不同的多层网格,让每一层网格都代表一个计算域, 方程是与压力有关的二阶偏微分方程,按照多重网格的原理需要对其进行格式离散,以此将得到代数方程组的近似解和偏差进行转移,然后在每层网格上进行替换,最终在最稠密的网格上获得合乎精度要求的数值解。 温度分布计算1)油膜速度场的计算为了得到油膜温度场的分布,油膜连续性方程、能量方程、上下界面
37、温度条件,这些方程的求解都依赖于给定压力分布和油膜厚度条件下确定的油膜速度场,速度可以通过积分运动方程获得。2)油膜连续性方程及其离散性3)润滑油能量方程的离散化4)上下界面温度条件5.3 三种大速比行星齿轮热弹流润滑结果对比当啮合点到了节点位置的时候,温度就会达到最低。当啮合点到了节点时,齿面上没有相对的滑动速度,局部摩擦系数最小,这个时候的温度是最低的了。通过节点后,相对滑动速度和摩擦力的最大温升都会处于上升的状态。当到了单齿和双齿交换区的时候,温度就会一下子下降。这是因为单齿和双齿的载荷变小了,而且在尖点之后继续上升,直到啮合齿轮即将退出啮合,然后再次出现更高的温升,这是由于啮合点的相对
38、速度相对较高。这主要的原因就是局部摩擦系数是比较大的,但是这个时候的温度是要比啮合开始时的温度要低的。根据上面的可以看出来这三种高速行星齿轮的效率都是要比行星齿轮低的,这才使这三种大速比行星齿轮内啮合温升最高,远大于NGW行星齿轮,极大地限制了其广泛应用。机械设备中的三种高速行星齿轮。5.4本章小结主要是对 NGWN()、NGWN()和正号机构 NN 这三种大速比行星齿轮因为它的效率比较低而产生的发热问题,这一章重点研究了这三种大速比齿轮的热弹流润滑问题。三种高速比行星齿轮的热弹流动力学分析结果表明,在啮合过程中,润滑油和NGWN(I)的温升最大。其次,正号机构NN的润滑油温升最低;Ngwn(
39、II)的润滑油膜厚度最薄,Ngwn(I)的润滑油膜厚度第二,正号机构n的润滑油膜厚度最厚。当这三个大速比行星齿轮使用双压角非对称齿轮和工作侧高压角时,大速比行星齿轮在啮合过程中的最大温升和最小油膜厚度会显著降低。第6章 总结这一篇文章主要介绍了NGWN行星齿轮机构作为一个减速的机构在汽车的后视镜中电动调节机构中的设计应用,为了能够实现大传动比达到减速的要求,所以对齿轮的齿数设计做了研究。而且文中还举例了一些简单的公式,这样为齿数的选择和他的机构优化供应了非常大的便捷。现在国产化的小模数塑料齿轮也在快速的发展中,这个机构一般都是用的塑料件,而且塑料的齿轮和金属的齿轮在齿数的设计和制造方面都有着很
40、大的不同点。在NGWN行星齿轮机构中塑料型的齿轮此行吃过的设计还是需要更进一步的加强的。参考文献1白温毓.多工况下风电齿轮传动系统的动力学特性及其动态可靠性研究D.重庆大学, 2013. 2张展.实用机械传动装置设计手册M.机械工业出版社,2012. 3刘建功,吴淼.中国现代采煤机械M.煤炭工业出版社,2012. 4陈亮.基于动力学的土压平衡盾构减速器齿轮传动系统可靠性评估及参数优化设计D.重庆大学,2011. 5邹小红.NGW型行星齿轮减速器用于执行机构中存在的问题J.自动化仪表, 1992(11): 19-21. 6靳云山,周建慧.NGWN行星齿轮减速器双联齿轮的工艺改进J.金属加工:冷加
41、工,2008(11):28297方瑞华,徐明.NGWN型行星齿轮在汽车后视镜电动调节机构中的设计应用J.机械设计与制造,2008(05):14-16.8袁茹,王三民,沈允文.行星齿轮传动的功率分流动态均衡优化设计J.航空动力学报,2000(04):410-412.9陆俊华,李斌,朱如鹏.行星齿轮传动静力学均载分析J.机械科学与技术,2005(06).10廖映华,秦大同,刘长钊.行星齿轮系统载荷分配行为机理及影响因素分析J.航空动力学报,2015(01):201-208.致谢在我难忘的大学生涯里,能够得到老师们的帮助与赏识,是我一生极其幸运的事情,老师的敦敦教诲,必留在学生的心中!在论文就要完成的时候,我的心情无法平静,从一开始的选题到论文的顺利完成,有多少亲善的师长、同学、朋友给了我无数的鼓励与支出,在那里请理解我诚挚的谢意。非常感谢大家在我的毕业课程中,给予我极大的帮助,使我对整个毕业设计的思路有了总体的把握,并耐心的帮我解决了许多实际问题,使我有了很大的收获。同时,他们在整个研究过程中提出了许多建设性意见,并给我解决了一些专业性问题。感谢所有关心帮助过我的同学、老师和学校。总之,在以后的学习生活中我将以加倍的努力对给予我帮助的学校、老师及同学们的回报。