新型机电集成双级活齿传动研究

发布时间：2020-10-16 05:16

　　 随着传动技术的发展,活齿传动机构被广泛应用到国防、汽车、航空和机器人关节等领域。对于正弦活齿传动,为获得大传动比需要增加活齿数,导致了径向尺寸的增大。本文提出新型双级活齿传动系统,该传动能在实现大传动比的同时保证机构较小尺寸,使其在受空间限制、又要求具备较大传动比的机械设备中有着广阔的应用前景。本文分别从结构设计、力与力矩分析、静力学与动力学模拟以及加工试验等方面对其进行了研究。本文依据啮合理论,完成了新型机电集成双级活齿传动机构的结构设计。利用UG10.0软件对机构进行了三维建模与模型分析,并对其进行了运动仿真,验证了机构的合理性。对新型机电集成双级活齿传动进行了力与力矩分析,利用MATLAB软件研究了各参数对力与力矩的影响。结果表明:滚道周期幅值、活齿中心回转半径和活齿半径等参数均影响力与力矩大小,通过改变参数可以提高活齿传动的输出转矩。利用ANSYS有限元软件,对新型机电集成双级活齿传动系统进行了静力学与动力学模拟,得出应力分布云图、传动系统的固有频率及模态振型。此外,对新型机电集成双级活齿传动的灵敏度进行了分析。利用五轴联动数控技术完成了新型机电集成双级活齿传动滚道的加工,进行了活齿传动样机的装配与调试。对样机进行了效率试验,测得传动效率随负载转矩的变化情况,测得最大传动效率值为68.5%。总结了实际传动效率偏低的原因。
【学位单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TH132.41
【部分图文】：

1-中心轮 2-保持架 3-偏心轮 4-滚动体图 1-1 活齿传动示意图正弦活齿传动齿传动理论，设计研发了机电集成空间正弦活齿传动机构，齿传动减速的同时将动力系统与传动系统结合于一体，降低样机如图 1-2 所示。弦活齿传动主要由滚动活齿、带有外正弦滚道的中心输入轴带有内正弦滚道的壳体等四部分组成，其传动原理是由动力传递给主动轴并带动活齿在主动轴与壳体的内外正线滚道中

1-中心轮 2-保持架 3-偏心轮 4-滚动体图 1-1 活齿传动示意图弦活齿传动动理论，设计研发了机电集成空间正弦活齿传动机动减速的同时将动力系统与传动系统结合于一体，如图 1-2 所示。活齿传动主要由滚动活齿、带有外正弦滚道的中心输有内正弦滚道的壳体等四部分组成，其传动原理是由递给主动轴并带动活齿在主动轴与壳体的内外正线滚

燕山大学工程硕士学位论文带动活齿架绕固定中心轴旋转，动力与力矩由导架输出轴输出。空间活齿传动通过滚道数与活齿数的不同来实现变速比，通常情况下活齿数比滚道数多一。空间活齿传动具有结构紧凑和传动比较范围广等优点，并广泛应用于航空航天、钻井平台和汽车等领域。该结构在传动过程中全部活齿参与啮合，具有承载能力高、传动误差小和润滑密封方式便捷等优点[8]5。1.2.3 双级空间正弦活齿传动在单级空间活齿传动的基础上，设计研发了双级空间活齿传动系统，该传动机构的传动比是单级活齿传动的二倍。并且对结构进行了优化，分离式壳体便于活齿放入到传动位置，径向尺寸减小使结构更加紧凑，传动噪声更小。同时完成了传动系统与动力系统集成。基于以上优点，双级空间活齿传动在受空间限制同时要求具有较大传动比的领域得到广泛应用。其内部结构与样机如图 1-3 和图 1-4 所示。
【参考文献】

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本文编号：2842818