机电集成超环面传动机电耦合扰动响应分析
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机电集成超环面传动是由电机学理论结合超环面行星蜗杆传动而形成,具有结构紧凑体积小、无磨损、传动比大和传递力矩大等优点。由于机械系统和电系统参数的波动会使系统产生机电耦合动态响应,对系统造成不良影响,因此对传动系统机电耦合动态扰动分析具有重要意义。本文的主要研究内容如下:建立了机电集成超环面传动机电耦合动力学模型,考虑啮合过程中啮合齿对数变化产生的啮合刚度波动,建立了啮合刚度扰动下传动系统的动力学微分方程,分析了啮合刚度波动对系统产生的扰动响应,考虑当蜗杆线圈电流、定子当量电流、电感、行星轮与蜗杆之间的传动比以及行星轮质量变化,研究了传动系统振动响应情况。建立了转动惯量扰动下传动系统的动力学微分方程,分析了转动惯量波动对系统产生的扰动响应。结果表明:当行星轮个数、转动惯量波动幅值、蜗杆线圈电流、定子当量电流以及行星轮质量发生变化时,系统振动响应均发生较为明显的变化。此外,还分析比较了啮合刚度以及转子转动惯量波动对系统振动响应的影响程度。研究了啮合刚度和转子转动惯量复合扰动下传动系统的振动响应,完成了系统转动惯量波动幅值、蜗杆线圈电流、定子当量电流以及行星轮质量变化扰动下系统的振动响应。进行了电扰动下机电耦合超环面传动系统的振动响应实验,将系统测试振动波形与理论振动波形相比较,验证了理论模型的正确性。
摘要 | 第5-6页 |
Abstract | 第6-7页 |
第1章 绪论 | 第10-16页 |
1.1 引言 | 第10-11页 |
1.2 国内外研究现状 | 第11-14页 |
1.2.1 超环面传动 | 第11-12页 |
1.2.2 机电耦合动力学 | 第12-13页 |
1.2.3 扰动 | 第13-14页 |
1.3 本文的主要研究内容 | 第14-16页 |
第2章 啮合刚度扰动下的振动响应分析 | 第16-36页 |
2.1 引言 | 第16页 |
2.2 行星轮啮合刚度计算 | 第16-20页 |
2.2.1 平均啮合刚度 | 第17页 |
2.2.2 随时间周期变化的啮合刚度 | 第17-20页 |
2.3 数值法求解微分方程 | 第20-21页 |
2.4 结果分析 | 第21-35页 |
2.4.1 啮合刚度扰动参数影响分析 | 第23-35页 |
2.5 本章小结 | 第35-36页 |
第3章 转子转动惯量扰动下系统振动响应分析 | 第36-54页 |
3.1 引言 | 第36页 |
3.2 解析法求解微分方程 | 第36-38页 |
3.3 数值法求解 | 第38页 |
3.4 结果分析 | 第38-52页 |
3.5 啮合刚度和转动惯量波动对系统扰动响应影响对比 | 第52-53页 |
3.6 本章小结 | 第53-54页 |
第4章 啮合刚度和转动惯量复合扰动分析 | 第54-64页 |
4.1 复合扰动随参数的变化 | 第54-63页 |
4.1.1 行星轮个数的影响 | 第54-59页 |
4.1.2 蜗杆线圈电流影响 | 第59-60页 |
4.1.3 定子当量电流影响 | 第60-61页 |
4.1.4 行星轮质量 | 第61-63页 |
4.2 本章小结 | 第63-64页 |
第5章 机电耦合动态扰动实验分析 | 第64-69页 |
5.1 引言 | 第64页 |
5.2 实验准备 | 第64-65页 |
5.2.1 实验测试系统的组成 | 第64页 |
5.2.2 传感器的安装 | 第64-65页 |
5.2.3 实验设备介绍 | 第65页 |
5.3 实验过程 | 第65-66页 |
5.4 实验结果处理 | 第66-68页 |
5.6 本章小结 | 第68-69页 |
结论 | 第69-70页 |
参考文献 | 第70-73页 |
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 | 第73-74页 |
致谢 | 第74-75页 |
作者简介 | 第75页 |
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