行星輪系的動態靜力分析

針(zhen)對行(xing)星輪(lun)系(xi)(xi)(xi)(xi)動(dong)(dong)力(li)學(xue)建(jian)模與動(dong)(dong)態靜力(li)分析問題，提出了(le)(le)(le)相應(ying)的(de)(de)向量鍵(jian)(jian)合(he)(he)圖(tu)法。基于平面(mian)復和鉸(jiao)的(de)(de)運(yun)動(dong)(dong)約束條件(jian)，建(jian)立了(le)(le)(le)更加簡明的(de)(de)平面(mian)復合(he)(he)鉸(jiao)向量鍵(jian)(jian)合(he)(he)圖(tu)模型(xing)(xing)。根據行(xing)星輪(lun)系(xi)(xi)(xi)(xi)構(gou)件(jian)間的(de)(de)運(yun)動(dong)(dong)約束關系(xi)(xi)(xi)(xi)，將系(xi)(xi)(xi)(xi)桿、行(xing)星輪(lun)、復合(he)(he)鉸(jiao)及齒輪(lun)副的(de)(de)向量鍵(jian)(jian)合(he)(he)圖(tu)模型(xing)(xing)組合(he)(he)起來，建(jian)立了(le)(le)(le)雙行(xing)星輪(lun)輪(lun)系(xi)(xi)(xi)(xi)機(ji)(ji)構(gou)的(de)(de)向量鍵(jian)(jian)合(he)(he)圖(tu)模型(xing)(xing)。通過有效的(de)(de)增廣方(fang)法，消除了(le)(le)(le)該(gai)類系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)向量鍵(jian)(jian)合(he)(he)圖(tu)中(zhong)的(de)(de)微分因果關系(xi)(xi)(xi)(xi)。應(ying)用相應(ying)的(de)(de)算法，實現了(le)(le)(le)雙行(xing)星輪(lun)輪(lun)系(xi)(xi)(xi)(xi)機(ji)(ji)構(gou)的(de)(de)計(ji)算機(ji)(ji)輔助(zhu)建(jian)模與動(dong)(dong)力(li)學(xue)分析，說明了(le)(le)(le)所述方(fang)法的(de)(de)有效性。

行星輪系機(ji)構可用較小(xiao)空(kong)間，實現(xian)較大的(de)(de)傳動(dong)比(bi)。具有體積小(xiao)、質量(liang)輕(qing)、傳動(dong)效率、工(gong)作平穩及(ji)噪聲小(xiao)等特點，被用來代替普通齒輪傳動(dong)而應(ying)用于現(xian)代機(ji)械(xie)中(zhong)。該類機(ji)構的(de)(de)動(dong)態靜力分析，無論對其傳動(dong)電機(ji)的(de)(de)選(xuan)用及(ji)控制(zhi)，還是對機(ji)構進行動(dong)靜態強(qiang)度的(de)(de)計算(suan)與校(xiao)核(he)都十分重要。為(wei)此(ci)，外學者(zhe)提出(chu)了具有不同特點的(de)(de)力學方法及(ji)軟件。20世紀50年代末(mo)由美國學者所提出(chu)的(de)鍵(jian)合(he)圖方法(fa)就(jiu)是(shi)其中(zhong)之一，在許(xu)多系(xi)統(tong)的(de)動力學建模與分析中(zhong)得到了成功的(de)應用。

構成行(xing)星(xing)(xing)輪(lun)(lun)系的(de)(de)基(ji)本構件是太(tai)陽(yang)(yang)輪(lun)(lun)、行(xing)星(xing)(xing)輪(lun)(lun)及系桿(gan)。其運(yun)動(dong)(dong)特征是太(tai)陽(yang)(yang)輪(lun)(lun)與行(xing)星(xing)(xing)輪(lun)(lun)外嚙合(he)，行(xing)星(xing)(xing)輪(lun)(lun)同時繞自(zi)身軸線及系桿(gan)與太(tai)陽(yang)(yang)輪(lun)(lun)的(de)(de)共(gong)同軸線旋轉(zhuan)。由此(ci)所(suo)形(xing)成的(de)(de)構件間(jian)非線性約(yue)束關系，使其鍵合(he)圖模型(xing)中(zhong)的(de)(de)部(bu)分能元件所(suo)對應的(de)(de)能量變量是非立(li)的(de)(de)，從(cong)而導致非線性微(wei)分因果環，給(gei)該類系統的(de)(de)計算機輔(fu)助建模及動(dong)(dong)態靜(jing)力(li)分析帶來較(jiao)大的(de)(de)代數困難(nan)。