谐波齿轮传动双圆弧齿形设计与分析

发布时间：2017-03-22 01:36

  本文关键词：谐波齿轮传动双圆弧齿形设计与分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文通过谐波齿轮瞬时传动比计算、空间啮合运动分析,以椭圆凸轮波发生器、空载状态下杯型柔轮为对象,设计了一种新型的双圆弧齿形并利用遗传算法对齿形参数进行了优化计算和分析。针对谐波齿轮传动名义传动比不能精确表征齿轮实际啮合传动情况和啮合端瞬时传动比尚未有明确定义的问题,建立较为完善的谐波齿轮传动空间啮合模型,运用Willis法分析啮合端轮齿实际相对运动情况,推导出谐波齿轮啮合端瞬时传动比计算公式。计算可知啮合端瞬时传动比在啮合传动过程中呈周期性变化；通过谐波齿轮传动名义传动比对比发现,特征曲线和径向变形量是影响传动稳定性的关键因素。将改进的运动学法运用到谐波齿轮传动空间啮合运动中,推导出谐波齿轮空间啮合不变形矩阵,避免了常规运动学复杂易出错的运算；设计了一种柔轮双圆弧齿形,该齿形采用较少的参数即可正确表达；根据双圆弧齿形分段特性,提出了采用极角和压力角来分段表达齿廓方程。选择圆弧齿形参数和径向变形系数作为优化变量,以最大共轭区间和最大啮合深度作为优化目标,采用遗传算法对所设计的齿形进行多目标优化；分析本文齿形表现出的特性,并根据干涉条件,详细介绍共轭齿廓的选择,使用最优圆弧对共轭离散点进行拟合,获得齿廓参数作为设计刚轮的基础；采用权重系数法探究优化目标之间的关系,并用瞬时传动比的变化来评价不同权重性能的高低；将本文齿形运用到不同形式的波发生器上,探究其在不同波发生器上的传动性能；对优化变量进行分析,探究其对齿形和传动性能的影响；将本文齿形优化所得参数与国外圆弧齿形参数进行对比,来验证本文所设计的齿形的合理性。
【关键词】：谐波齿轮 瞬时传动比 空间啮合运动 双圆弧齿形 优化设计
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH132.41
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-22
• 1.1 谐波齿轮传动简介10-12
• 1.2 谐波齿轮传动国内外发展现状12-14
• 1.3 谐波齿轮传动研究现状14-19
• 1.3.1 齿形研究14-16
• 1.3.2 啮合力研究16-17
• 1.3.3 结构参数优化设计17
• 1.3.4 啮合理论研究17-18
• 1.3.5 加工工艺研究18-19
• 1.3.6 传递精度研究19
• 1.4 本文研究工作的意义及内容19-20
• 1.5 论文章节安排20-22
• 第2章 谐波齿轮传动瞬时传动比计算22-31
• 2.1 谐波齿轮传动名义传动比22-25
• 2.2 谐波齿轮传动瞬时传动比25-30
• 2.2.1 空间啮合模型的前提假设25-26
• 2.2.2 各构件之间的相对运动关系26-30
• 2.3 本章小结30-31
• 第3章 谐波齿轮传动空间啮合运动分析与双圆弧齿形设计31-47
• 3.1 空间啮合运动学法31-35
• 3.2 谐波齿轮传动空间啮合运动35-39
• 3.3 柔轮双圆弧齿形设计39-46
• 3.3.1 特征曲线40-42
• 3.3.2 柔轮齿形方程42-46
• 3.4 本章小结46-47
• 第4章 谐波齿轮传动双圆弧齿形参数的优化设计47-85
• 4.1 遗传算法简介47-48
• 4.2 双圆弧齿形参数的优化计算48-54
• 4.2.1 优化变量48-49
• 4.2.2 优化目标49-50
• 4.2.3 各变量取值范围50-51
• 4.2.4 约束条件51-52
• 4.2.5 优化方法52-54
• 4.3 双圆弧齿形参数的优化实例分析54-83
• 4.3.1 共轭齿形分析55-61
• 4.3.2 权重分析61-64
• 4.3.3 特征曲线对比分析64-67
• 4.3.4 优化变量分析67-80
• 4.3.5 齿形对比分析80-83
• 4.4 本章小结83-85
• 第5章 结论与展望85-87
• 5.1 结论85-86
• 5.2 展望86-87
• 参考文献87-91
• 附录 0.5～0.5柔轮齿廓共轭角与共轭点91-95
• 致谢95

【参考文献】

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1 董惠敏;基于柔轮变形函数的谐波齿轮传动运动几何学及其啮合性能研究[D];大连理工大学;2008年

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本文编号：260619