三环减速器力学性能研究及结构参数优化

发布时间：2017-06-06 21:11

  本文关键词：三环减速器力学性能研究及结构参数优化，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：三环减速器是上世纪80年代我国科研人员发明创造的减速器,具有传动比大、承载能力强、体积小、效率高、适用范围广等优点,但没有得到广泛使用。主要原因是三环减速器在使用过程中一些问题。为此,本文针对三环减速器进行了以下方面的研究工作:论文综述了三环减速器国内外的研究现状与发展趋势,同时又详细介绍了三环减速器的主要结构与工作原理;根据JLH651型号双圆弧齿轮减速器的参数,完成了相同减速比的三环减速器内啮合齿轮副各项基本参数的设计;采用三维CAD软件创建三环减速器参数化模型,并利用ADAMS软件建立了虚拟样机。通过仿真试验,获得行星轴承力与齿轮副啮合力在时域上的曲线图,从而确定了有限元分析的边界条件;建立采用弹簧单元约束的内齿板有限元模型并进行分析,获得输出轴运动一个周期内最大应力与位移时域图。建立内啮合齿轮副的有限元模型并进行求解,研究内齿板与外齿轮上的位移与应力分布情况;在参数化建模与有限元分析的基础上,以内齿板的主要结构参数为设计变量,在保证结构强度的基础上,实现了三环减速器体积的最小化。在进行优化设计的同时,分析了内齿板结构参数改变对最大应力的影响。
【关键词】：三环减速器 参数化 有限元分析 优化设计
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH132.46
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-6
• 创新点摘要6-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 课题研究的背景及研究意义9
• 1.2 三环减速器的优点及使用中存在的问题9-10
• 1.3 三环减速器国内外研究现状10-12
• 1.3.1 三环减速器内啮合齿轮副变位传动设计10-11
• 1.3.2 三环减速器承载能力及受力分析11
• 1.3.3 三环减速器的优化设计研究11-12
• 1.3.4 其他方面的研究成果12
• 1.4 本文主要研究内容12-14
• 第二章 三环减速器结构参数设计14-22
• 2.1 三环减速器的主要结构与工作原理14-15
• 2.2 三环减速器结构参数的设计15-21
• 2.2.1 三环减速器内啮合齿轮副设计15-20
• 2.2.2 三环减速器主要零部件材料、精度选择20-21
• 2.3 本章小结21-22
• 第三章 三环减速器的三维建模和虚拟样机仿真22-35
• 3.1 三环减速器的参数化建模22-26
• 3.1.1 Pro/E软件概述22
• 3.1.2 三环减速器内啮合齿轮副建模22-24
• 3.1.3 其他零部件建模24
• 3.1.4 三环减速器的装配24-25
• 3.1.5 三环减速器实体模型的简化处理与干涉分析25-26
• 3.2 三环减速器虚拟样机仿真分析26-28
• 3.2.1 虚拟样机的建立26
• 3.2.2 ADAMS仿真条件设置26-28
• 3.3 基于ADMAS的运动学与动力学仿真28-34
• 3.3.1 运动学仿真分析29
• 3.3.2 动力学仿真分析29-34
• 3.4 本章小结34-35
• 第四章 三环减速器有限元分析35-51
• 4.1 有限单元法35
• 4.2 ANSYS软件35-37
• 4.2.1 ANSYS Workbench的分析过程36-37
• 4.2.2 Pro/E与ANSYS Workbench的连接37
• 4.3 内齿板的有限元分析37-44
• 4.3.1 建立三环减速器内齿板实体模型37-38
• 4.3.2 内齿板有限元模型的建立38-39
• 4.3.3 内齿板的受力状态分析39-40
• 4.3.4 对内齿板施加弹簧单元40
• 4.3.5 内齿板边界条件的加载40-41
• 4.3.6 内齿板有限元模型的求解与后处理41
• 4.3.7 内齿板有限元模型的应力与位移分析41-44
• 4.4 三环减速器内啮合齿轮副的有限元分析44-50
• 4.4.1 内啮合齿轮副有限元模型的建立44-45
• 4.4.2 内啮合齿轮副接触面的设置45-46
• 4.4.3 内啮合齿轮副边界条件的加载46
• 4.4.4 求解与后处理46
• 4.4.5 位移分析46-48
• 4.4.6 应力分析48-50
• 4.5 本章小结50-51
• 第五章 基于有限元分析的三环减速器优化设计51-60
• 5.1 优化设计概述及基本方法51
• 5.2 ANSYS中的结构优化设计51-53
• 5.2.1 ANSYS Workbench优化设计的概念与方法51-52
• 5.2.2 ANSYS Workbench优化数学模型52-53
• 5.2.3 ANSYS Workbench中Design Xplorer模块53
• 5.3 三环减速器的优化变量的确定53-54
• 5.4 三环减速器优化设计过程54-59
• 5.5 本章小结59-60
• 结论60-61
• 参考文献61-65
• 发表文章目录65-66
• 致谢66-67

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本文编号：427519