偏心轮推杆行星传动振动建模与模态分析

发布时间：2020-10-28 19:06

　　偏心轮推杆行星传动属于活齿传动,它具有传动比范围大、传动效率高、承载能力强和结构紧凑等优点,这些特征使其在工业上具有广阔的应用前景。本学位论文对偏心轮推杆行星传动为研究对象,对偏心轮推杆行星传动的力学特性,偏心轮推杆行星传动啮合刚度,偏心轮推杆行星传动扭转振动以及系统振动,模态分析等方面进行了研究。根据偏心轮推杆行星传动的结构特点,推导出偏心轮推杆行星传动啮合副受力计算公式;介绍振动系统力学模型建立方法和振动系统理论建模方法与内容。建立了偏心轮与活齿啮合副以及内齿圈与活齿啮合副的啮合刚度计算公式,得到了影响偏心轮推杆行星传动啮合刚度的主要因素,从理论上找到了内齿圈刚度最小区域,分析了刚度与偏心距e、滚柱半径R_1、滚柱长度b的关系、提出了提高啮合副刚度的方法。建立了偏心轮推杆行星传动扭转振动模型,分析参数变化对偏心轮推杆行星传动的固有特性影响;分析了基频与偏心距e、内滚柱半径R_1、偏心轮半径R、推杆长度L的,提出了提高基频的方法。建立了以输入轴子系统、活齿子系统和输出轴——传动圈子系统三个子系统为基础的偏心轮推杆行星传动系统的弹性振动模型;对偏心轮推杆行星传动系统振动的固有频率进行了求解和分析;研究发现偏心轮推杆行星传动系统固有频率随活齿啮合位置的改变而呈周期性变化,系统的固有频率有重特征值的出现。通过Pro/E与ANSYS,建立了偏心轮推杆行星传动的有限元动力学模型;并求出了偏心轮推杆行星传动的固有频率和振型;获得了振型图和动画显示;获得了偏心轮推杆行星传动的动态特性和薄弱环节;验证了当β从0转过2π,偏心轮推杆行星传动每排活齿只有半圈处于工作状态;采用两个完全相同的内齿圈互成对称180°布置对减小冲击与振动是有利的。采用面向对象程序设计方法,利用计算机图形学原理和计算机仿真技术,在MATLAB7.5平台上开发了偏心轮推杆行星传动振动建模与模态分析研究分析软件,能实现当量曲率半径分析、啮合刚度分析、基频分析、固有频率分析。
【学位单位】：湖南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2009
【中图分类】：TH132.425
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章绪论
    1 研究的目的和意义
    2 国内外研究状况
    3 研究内容与方法
第二章偏心轮推杆行星传动振动的理论基础
    1 传动的基本结构
    2 偏心轮推杆行星传动受力分析
        2.1 移动副双面接触时的受力分析
        2.2 移动副单面接触时的受力分析
        2.3 按变形协调关系计算各力
    3 偏心轮推杆行星传动振动的理论建模方法
        3.1 振动系统的力学模型
        3.2 振动系统的力学模型的基本要素
        3.3 振动系统建模方法和内容
    4 本章小结
第三章偏心轮推杆行星传动的啮合刚度研究
    1 建模假设
    2 输入、输出轴扭转刚度
    3 偏心轮与活齿啮合副啮合刚度
        3.1 偏心轮与活齿啮合副啮合刚度计算
        3.2 参数变化对偏心轮与活齿啮合刚度的影响
    4 偏心轮与活齿啮合副啮合刚度
        4.1 内齿圈与活齿啮合副啮合刚度计算
        4.2 参数变化对内齿圈与活齿啮合刚度的影响
    5本章小结
第四章偏心轮推杆行星传动扭转振动建模分析
    1 偏心轮推杆行星传动扭转动力学模型
    2 传动系统动力学方程的建立
    3 偏心轮推杆行星传动等效转动惯量分析
    4 偏心轮推杆行星传动扭转振动分析
        4.1 参数变化对偏心轮推杆行星传动的固有特性影响
    5 本章小结
第五章偏心轮推杆行星传动系统振动分析
    1 建模假设
    2 输入轴子系统动力学方程
    3 活齿子系统动力学方程
    4 输出轴—传动圈子系统动力学方程
    5 活齿传动啮合力计算
    6 系统动力学分析
    7 偏心轮推杆行星传动系统固有频率计算
    8 本章小结
第六章偏心轮推杆行星传动系统有限元模态分析
    1 有限元分析软件ANSYS简介
    2 偏心轮推杆行星传动有限元模型的建立
        2.1 内齿圈齿廓的建立
    3 偏心轮推杆行星传动有限元模态分析
    4 偏心轮推杆行星传动有限元模态分析结果
    5 本章小结
第七章结论与建议
    1 主要研究结论
    2 进一步研究的建议
参考文献
致谢
作者简介

【参考文献】

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