基于adams的多级齿轮传动系统动力学仿真

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1、第23卷第6期北京理工大学学报Vol.23No.62003年12月TransactionsofBeiingInstituteofTechnologyDec.2003文章编号!1001-0645(2003)06-0690-04基于ADAMS的多级齿轮传动系统动力学仿真洪清泉!程颖(北京理工大学机械与车辆工程学院9北京100081)摘要!为了建立多级齿轮传动系统的虚拟样机9在对传统的齿轮副扭转振动模型进行动力学等价变换的基础上9提出一种基于ADAMS的动力学仿真方法利用该方法建立的模型能综合考虑时变啮合刚度啮合阻尼轮齿啮合综合误差原动机和

2、负载的动态输入齿对啮合相位以及传动轴扭转柔性9仿真多级齿轮传动系统的动态特性通过实例仿真研究了各因素对系统动态响应的影响规律9结果表明该方法是可行的关键词!齿轮5动力学仿真5虚拟样机5机械系统自动动力分析中图分类号!TB21文献标识码!ADynamicSimulatiOnOfMultistageGearTrainSysteminADAMSHONGing-Cuan9CHENGYing(SchoolofMechanicalandVehicularEngineering9BeiingInstituteofTechnology9Beiing100

3、0819China)Abstract:Inordertosetupthevirtualprototypeofamultistagegeartrainsystem9adynamicsim-ulationmethodinADAMSisgiven9basedonaneCuivalentkineticmodelofgearpairWhichhasbeentransformedfromthetorsionalvibrationmodel.Modelssetupbythismethodcanintegratetheinfluenceoftime-var

4、yingmeshstiffness9meshdamp9compositegearerror9dynamicinputofthepoWerandloading9meshphaseandtorsionalflexibilityofshaft.AsimulationexamplethatstudiestheinfluenceofeachfactortothedynamicresponseisprovidedandtheresultsshoWthatthemethodisfeasible.KeyWOrds:gear5dynamicsimulatio

5、n5virtualprototype5ADAMS在对齿轮系统的动态特性进行计算机仿真时9基圆半径5e(t)为轮齿啮合综合误差5am为啮合综合由于考虑因素的不同9建立的模型有所差异9仿真的刚度5c为啮合阻尼5T9T为作用在主被动齿轮mpg难易程度和结果也不尽相同作者基于多体动力学上的外载荷力矩仿真软件ADAMS9给出了一种综合考虑多种影响因素的齿轮系统扭振模型及多级齿轮传动的虚拟样机仿真方法l齿轮副动力学模型l.l等价齿轮副动力学模型图1齿轮副扭转振动力学模型[1]传统的齿轮副扭转振动模型如图1所示Fig.1Torsionalvibrati

6、onmodelofgearpair6p96g为主被动齿轮的扭转振动角位移5Ip9Ig为在ADAMS中难以采用传统的齿轮副扭转振主被动齿轮的转动惯量5R9R为主被动齿轮的pg收稿日期!20021127作者简介!洪清泉(1977-)9男9硕士生5程颖(1964-)9女9副教授9E-mail:chengy@bit.edu.cn第6期洪清泉等基于ADAMS的多级齿轮传动系统动力学仿真691动模型描述轮齿啮合传动过程为此对该模型进行相同的轮齿啮合综合误差如下变换添加一无质量刚性辅助齿轮辅助齿轮与mod

7、齿轮组成一虚拟齿轮运动副被动齿轮不再与式中e为齿轮误差的常值e为齿轮误差的幅值0r主动齿轮啮合而是通过扭簧与辅助齿轮连接工根据齿轮的公差值确定为齿轮转角Z为齿数<作时动力由主动齿轮通过虚拟齿轮副传递给辅助S为啮合初始位置齿轮再通过扭簧传递给被动齿轮变换后的齿轮副动力学模型如图2所示6为2多级齿轮传动系统动力学模型辅助齿轮的角位移RIpRIg为主被动齿轮啮合节圆对于多级齿轮传动系统除了齿轮副啮合问题半径aI为等价扭簧刚度cI为等价扭簧阻尼eI还必须考虑不同啮合齿对动力学参数的相位差传mmt为轮齿啮合综合误差的等价扭簧初始角位移变动轴柔性原动机

8、和负载的动态特性动量T为虚拟齿轮运动副对主动齿轮的反作用力2.l齿对啮合相位的确定1目前齿轮系统仿真的啮合相位计算仅限于较简矩T为虚拟齿轮运动副传递给辅助齿轮的力矩2单的情况如行