重载工况下行星齿轮传动啮合偏载分析

为了深入研究重载行星齿轮传动多柔体变形下齿面载荷分布规律，提出一种计入结构柔性与齿轮副动态接触的行星齿轮传动耦合动力学建模方法。以某型兆瓦级风电齿轮箱行星轮系为研究对象，根据内齿圈、行星架结构及其边界特征，采用有限元缩聚理论建立内齿圈轮齿、行星架耦合点与弹性支撑之间的关联关系，利用齿轮副动态承载接触作为界面协调条件将各构件进行耦合，建立行星齿轮传动耦合动力学模型，分析了啮合偏载现象以及结构参数对啮合特性的影响。研究结果表明，作用在行星轮上的合弯矩以及行星架销轴非对称结构变形是造成啮合偏载的主要原因，系统共振会加剧啮合偏载程度；在共振区附近，齿轮动态啮合刚度与静态啮合刚度存在较大差异；增加销轴刚性、增大螺旋角可以改善啮合偏载程度，减小共振区系统振动，但在低转速区不利于系统减振，而增大行星架连接板刚性可以保持低转速区系统振动状态，同时减小共振区系统振动。