有限元-接觸法計(jì)算含滾動(dòng)元件軸承的行星齒輪的準(zhǔn)靜態(tài)相應(yīng)、齒根應(yīng)力和行星輪負(fù)載均衡.pdf

1、該研究運(yùn)用最前沿的有限元/接觸方法研究了含滾動(dòng)元件軸承的行星齒輪的準(zhǔn)靜態(tài)相應(yīng)、負(fù)載均衡和齒根應(yīng)力。有限元/接觸方法在過去的研究中被廣泛運(yùn)用于精確計(jì)算齒輪間的彈性接觸。大部分已知的關(guān)于行星齒輪的研究使用集中剛度矩陣代替含滾動(dòng)元件軸承。
　　該研究首先依據(jù)真實(shí)軸承產(chǎn)品建立了二維獨(dú)立軸承模型，并通過準(zhǔn)靜態(tài)分析探究獨(dú)立軸承模型的剛度和形變特性。該模型探明了軸承內(nèi)滾動(dòng)元件的運(yùn)動(dòng)學(xué)軌跡導(dǎo)致的軸承剛度和偏移的周期性變化，和載荷與徑向間隙變化導(dǎo)致

2、的非線性剛度變化。
　　隨后，該研究建立了基于真實(shí)直升機(jī)應(yīng)用的二維行星齒輪模型，并在分別應(yīng)用剛度矩陣軸承模型和接觸軸承模型的情況下進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)分析。當(dāng)使用剛度矩陣軸承時(shí)，因軸承剛度的非線性特性，模型對(duì)行星齒輪中央部件的部分自由度均值的計(jì)算存在顯著誤差。當(dāng)使用接觸軸承時(shí)，模型還捕捉到了由周期性變化的軸承偏移導(dǎo)致的行星架旋轉(zhuǎn)自由度內(nèi)的低頻成分，和由周期性變化的軸承剛度導(dǎo)致的行星輪負(fù)載的調(diào)制現(xiàn)象。針對(duì)載荷和間隙的參數(shù)分析表明該低頻組分和調(diào)

3、制在多種工況下均有顯著效應(yīng)。行星齒輪軸位置誤差會(huì)造成不均衡的行星輪負(fù)載，但該現(xiàn)象對(duì)軸承的建模方式并不敏感。
　　最后，該研究建立了基于同一系統(tǒng)的三維行星齒輪模型，并通過靜態(tài)分析該系統(tǒng)的兩個(gè)典型狀態(tài)探究滾動(dòng)元件軸承對(duì)軸承座圈形變、齒根應(yīng)力、齒接觸壓力、靜態(tài)傳動(dòng)誤差和行星輪負(fù)載均衡的影響。通過對(duì)該模型分別應(yīng)用剛度矩陣軸承模型和接觸軸承模型，作者確定了接觸軸承模型能夠更加準(zhǔn)確地計(jì)算軸承座圈形變。軸承座圈形變與軸承內(nèi)滾動(dòng)元件的協(xié)同作用導(dǎo)致