行星輪系的動態靜力分析

發表時間:2016-07-13 17:09

針對行星輪系動力學建模與動態靜力分析問題,提出了相應的向量鍵合圖法。基于平面復和鉸的運動約束條件,建立了更加簡明的平面復合鉸向量鍵合圖模型。根據行星輪系構件間的運動約束關系,將系桿、行星輪、復合鉸及齒輪副的向量鍵合圖模型組合起來,建立了雙行星輪輪系機構的向量鍵合圖模型。通過有效的增廣方法,消除了該類系統向量鍵合圖中的微分因果關系。應用相應的算法,實現了雙行星輪輪系機構的計算機輔助建模與動力學分析,說明了所述方法的有效性。

行星輪系機構可用較小空間,實現較大的傳動比。具有體積小、質量輕、傳動效率、工作平穩及噪聲小等特點,被用來代替普通齒輪傳動而應用于現代機械中。該類機構的動態靜力分析,無論對其傳動電機的選用及控制,還是對機構進行動靜態強度的計算與校核都十分重要。為此,外學者提出了具有不同特點的力學方法及軟件。20世紀50年代末由美國學者所提出的鍵合圖方法就是其中之一,在許多系統的動力學建模與分析中得到了成功的應用。

構成行星輪系的基本構件是太陽輪、行星輪及系桿。其運動特征是太陽輪與行星輪外嚙合,行星輪同時繞自身軸線及系桿與太陽輪的共同軸線旋轉。由此所形成的構件間非線性約束關系,使其鍵合圖模型中的部分能元件所對應的能量變量是非立的,從而導致非線性微分因果環,給該類系統的計算機輔助建模及動態靜力分析帶來較大的代數困難。


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