摆线活齿传动齿形研究及仿真

发布时间：2017-05-11 02:02

  本文关键词：摆线活齿传动齿形研究及仿真，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：摆线活齿传动具有传动比大、传动效率高、机构紧凑和承载能力强等特点,很有应用前景。同时多齿差摆线活齿传动具有受力静平衡、动平衡的特点,有利于提高其动力学特性。本文主要研究了摆线活齿传动的机构和传动原理、齿形设计、齿形分析、啮合副受力分析、动态响应分析和多体动力学仿真分析等问题。根据活齿传动齿形正解设计外摆线激波器,基于齿形包络和转速变换设计中心轮齿廓;对中心轮齿廓曲率做了分析,分析不同结构参数对中心轮曲率的影响;仿真中心轮一个完整齿形的曲率半径变化规律,并探讨在避免中心轮齿形干涉的前提下活齿半径的合理选择范围;对摆线活齿传动的重合度做了分析;分析结构参数对齿形压力角的影响。根据活齿传动齿形正解设计内摆线激波器,同理基于外摆线激波器设计思路分别求解内摆线激波器与中心轮齿形,并求解中心轮的曲率,找出避免齿形干涉的条件;对激波器及中心轮齿形的压力角做了分析,并探讨了机构参数对激波器齿形压力角和中心轮齿形压力角的影响。基于力学平衡方程、变形协调方程建立啮合副力学分析数学模型,求解活齿与激波器、活齿架和中心轮的接触力变化趋势;基于弹性变形和变形协调,求解传动的弹性误差;基于赫兹接触理论,对啮合副接触强度进行了校核;采用动态响应分析方法,分析摆线活齿理论运动规律对活齿动态响应的影响。求解活齿的位移、速度、加速度及加速度响应谱。对摆线活齿机构主要零部件进行机构设计,并利用SolidWorks进行三维建模及虚拟样机装配,考虑弹性变形因素,对关键零部件柔体化,在ADAMS中进行刚柔耦合多体动力学仿真分析,得到了合理的输入输出转速和各啮合副的受力趋势。
【关键词】：摆线活齿传动 齿形设计 齿形分析 力学分析 动力学仿真
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH132.41
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-20
• 1.1 课题研究背景及意义11-12
• 1.2 活齿传动综述12-15
• 1.2.1 活齿传动分类及结构12-14
• 1.2.2 活齿传动的特点14-15
• 1.3 活齿传动的发展及研究现状15-18
• 1.4 课题研究内容18-20
• 第2章 滚柱活齿传动结构与运动学分析20-29
• 2.1 滚柱活齿传动分类及啮合副组成20-22
• 2.1.1 滚柱活齿传动分类20-21
• 2.1.2 啮合副组成及特征21-22
• 2.1.3 活齿传动的自由度分析22
• 2.2 传动原理及优点22-24
• 2.3 传动比24-27
• 2.3.1 一级活齿传动传动比24-25
• 2.3.2 二级活齿传动传动比25-27
• 2.4 本章小结27-29
• 第3章 外摆线活齿传动齿形设计与分析29-43
• 3.1 建立理论齿廓方程29-31
• 3.1.1 激波轮齿廓29-30
• 3.1.2 中心轮齿廓30-31
• 3.2 曲率分析31-37
• 3.2.1 曲率31-32
• 3.2.2 中心内齿轮曲率分析32-34
• 3.2.3 中心轮齿廓曲率半径34-35
• 3.2.4 传动设计参数对中心轮最小曲率半径影响35-37
• 3.3 重合度分析37-39
• 3.4 压力角分析39-42
• 3.4.1 压力角推导39-40
• 3.4.2 压力角仿真分析40-42
• 3.5 总结42-43
• 第4章 内摆线活齿传动齿形综合设计与分析43-53
• 4.1 齿廓方程的建立43-45
• 4.1.1 激波器齿廓43-44
• 4.1.2 中心轮齿廓44-45
• 4.2 曲率45-46
• 4.3 压力角46-47
• 4.4 仿真示例47-52
• 4.5 本章小结52-53
• 第5章 摆线活齿传动力学分析53-64
• 5.1 啮合副的受力分析53-56
• 5.1.1 啮合副力学模型53
• 5.1.2 滚柱体受力平衡方程53-55
• 5.1.3 力矩平衡方程55
• 5.1.4 变形协调关系及力的计算55-56
• 5.1.5 各啮合副受力求解56
• 5.2 啮合副载荷误差分析56-57
• 5.3 活齿啮合副间接触应力计算及强度校核57-60
• 5.3.1 啮合副接触应力计算模型58
• 5.3.2 滚柱体与激波轮的接触应力58-59
• 5.3.3 滚柱体与传动架的接触应力59
• 5.3.4 活齿与中心轮的接触应力59
• 5.3.5 各啮合副接触应力及强度校核求解59-60
• 5.4 滚柱活齿动态响应分析60-63
• 5.4.1 无因次滚柱活齿动态响应分析方程60-62
• 5.4.2 活齿动态位移、加速度和响应普分析62-63
• 5.5 本章小结63-64
• 第6章 摆线活齿传动系统刚柔耦合虚拟样机的建立及仿真64-76
• 6.1 摆线活齿传动减速器几何模型的建立64-67
• 6.1.1 Solid Works软件简介64-65
• 6.1.2 几何模型的建立65-67
• 6.1.3 几何模型从Solid Works导入ADAMS的方法67
• 6.2 ADAMS软件简介67-70
• 6.2.1 约束的建立67-68
• 6.2.2 接触力的建立68-69
• 6.2.3 驱动条件及负载的添加69-70
• 6.3 关键零件柔体化70-73
• 6.3.1 有限元法简介70
• 6.3.2 关键零件柔性体的建立70-71
• 6.3.3 引入柔性体71-73
• 6.4 仿真分析73-75
• 6.4.1 转速分析73-74
• 6.4.2 载荷分析74-75
• 6.5 本章小结75-76
• 结论76-78
• 参考文献78-82
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果82-83
• 致谢83

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