空间曲线啮合轮机构的弹性变形失效准则及强度设计公式

发布时间：2020-11-13 06:05

　　 随着科学技术水平和社会生活水平的提高,机电产品微小型化成为趋势之一。目前,微小型或微型机电系统产品是高附加值的高科技产品。而微小/微传动机构或减速器是微小型或微型机电系统产品的关键部件,这使得微小机械传动技术的研究开发成为目前机械学科的研究热点之一。 近年课题组研究了一种新型的机械传动机构—基于空间曲线啮合原理的空间曲线啮合轮传动机构。该机构可实现微小空间内的连续传动,可用于微小机构的驱动装置。本文完成的主要内容有: 首先,阐述了微小传动方法的研究意义,介绍了国内外微小传动技术的研究现状;总结了课题组之前的研究成果;并指出了以后需解决的问题。 其次,本文在前期研究建立的空间曲线啮合方程基础上,结合空间坐标变换,推导出空间曲线啮合轮的啮合轨迹;然后再采用柔度矩阵方法计算空间曲线啮合轮的弹性变形,并在此基础上建立空间曲线啮合轮的失效准则,为空间曲线啮合轮的工业化应用提供理论基础。 再次,若空间曲线啮合轮传动机构在传动过程中产生了塑性变形,那么传动机构的传动会不平稳。故对传动机构的应力进行了分析,推导出了强度设计公式,并以第三强度理论为基础对传动机构进行了校核。 然后,对空间曲线啮合轮传动机构进行有限元分析。采用了有限元软件ANSYS对钩杆进行了变形与应力分析,从而验证了第二章和第三章推导的相应公式的正确性。 最后,研究了基于Matlab的空间曲线啮合轮传动机构的设计系统,包括钩杆曲线方程计算系统,传动机构参数设计系统,传动机构失效准则设计系统。该系统能够为空间曲线啮合轮传动机构的工程应用提供方便。
【学位单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2010
【中图分类】：TH132.41
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 本课题研究意义
    1.3 微小机械传动技术的国内外研究现状
    1.4 课题的新颖性和独创性
    1.5 课题组以往的研究成果
    1.6 本文主要研究内容
第二章 空间曲线啮合轮机构基于弹性变形的失效准则
    2.1 引言
    2.2 钩杆啮合轨迹
        2.2.1 坐标变换
        2.2.2 钩杆接触点处啮合面的主法线
        2.2.3 钩杆啮合轨迹
    2.3 主动钩杆弹性变形
        2.3.1 主动钩杆的柔度矩阵
        2.3.2 主动钩杆的弹性变形
    2.4 主动钩杆的允许变形量
        2.4.1 弹性模型下的瞬时传动比
        2.4.2 瞬时传动比变化率
    2.5 空间曲线啮合轮传动机构基于钩杆弹性变形的失效准则
    2.6 实例计算
    2.7 本章小结
第三章 空间曲线啮合轮机构的应力分析
    3.1 引言
    3.2 主动钩杆受力分析
    3.3 按第三强度理论对主动钩杆进行强度校核
    3.4 实例计算
    3.5 本章小结
第四章 空间曲线啮合轮机构有限元分析
    4.1 引言
    4.2 有限元及有限元软件ANSYS 简介
    4.3 空间曲线啮合轮传动机构有限元分析
        4.3.1 有限元模型
        4.3.2 单元选择
        4.3.3 前处理
        4.3.4 主动钩杆弹性变形分析
        4.3.5 主动钩杆应力分析
    4.4 本章小结
第五章 空间曲线啮合轮机构设计系统
    5.1 引言
    5.2 MATLAB 概述
    5.3 空间曲线啮合轮传动机构设计系统
        5.3.1 主界面
        5.3.2 基于弹性变形的失效准则系统
        5.3.3 钩杆曲线方程设计系统
        5.3.4 传动机构参数设计系统
    5.4 设计实例
    5.5 本章小结
结论与展望
参考文献
附录
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢

【引证文献】

相关博士学位论文 前1条

1 何恩义;空间曲线啮合轮精密传动技术的研究[D];华南理工大学;2013年

相关硕士学位论文 前2条

1 孙磊厚;空间曲线啮合轮传动机构的制造工艺研究[D];华南理工大学;2011年

2 傅小燕;同平面多轴输出微小减速器[D];华南理工大学;2012年

本文编号：2881835