兵器装备工程学报

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稿件标题: 新型行星式回转支承动力学特性研究
稿件作者: 韩佳轩,姚廷强
DOI: 10.11809/bqzbgcxb2024.09.030
科学编辑: 杨继森 博士 (重庆理工大学 教授)
栏目名称: 机械制造与检测技术
关键词: 回转支承;行星齿轮;多体动力学;接触动力学;拟静力学模型
文章摘要: 传统单齿轮式回转支承存在偏载、传动精度低和非正常磨损等问题,无法满足坦克及火炮系统等高负载装备对回转支承高精度,长寿命的要求。结合行星式传动与回转轴承的特点,设计了一种新型行星式回转支承,并进行了力学性能研究和理论验证。基于Hertz接触理论,考虑接触弹性变形与实际接触角的耦合作用,推导了回转轴承在纯轴向载荷下的力学平衡方程。考虑倾覆角度与径向位移的耦合作用,建立了联合载荷下回转轴承的力学模型,运用NewtonRaphson迭代方法对回转轴承精确的接触角、最大载荷和载荷分布规律等进行了数值计算。运用ADAMS仿真平台,考虑钢球和套圈滚道的四点动态接触作用和轮齿动态啮合作用,分别建立了回转轴承、单齿轮式回转支承和新型行星式回转支承的多体接触动力学仿真模型,计算分析了3种模型的动态啮合力、动态接触力和振动位移等动态特性和振动响应。结果表明:回转轴承的接触角和载荷分布规律等仿真结果与精确的理论结果具有较好的一致性。研发的新型行星式回转支承呈现平衡对称和均载分布的周期性啮合力和轴承内部接触力,消除了单齿轮式回转支承的啮合冲击和偏载现象,显著降低轮齿啮合力、轴承内部载荷和系统振动响应,提高了行星式回转支承的传动力学性能和运动平稳性。提出的新方案和动力学模型为研发高性能军事装备的新型回转支承产品及其动态设计提供了理论指导。
稿件基金: 国家自然科学基金项目(12162016);云南省“兴滇人才”青年拔尖人才项目(109720200075)
引用本文格式: 韩佳轩,姚廷强.新型行星式回转支承动力学特性研究[J].兵器装备工程学报,2024,45(9):234-243.
HAN Jiaxuan,YAO Tingqiang.Dynamic characterization of a new type of planetary slewing bearing[J].Journal of Ordnance Equipment Engineering,2024,45(9):234-243.
刊期名称: 2024年09期
出版时间: 2024年9月
收稿日期: 2023-11-13
修回日期: 2024-04-14
录用日期: 2024-05-09
上线时间: 2024年9月30日
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