非圆齿轮行星轮系传动性能分析

发布时间：2017-07-02 05:08

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【摘要】：非圆齿轮的发展历史悠久,这种技术是由一位德国学者创造的,而波兰人很好地利用非圆齿轮和圆齿轮各自的优势来组成非圆行星齿轮机构,并将它应用于马达。论文主要针对4-6型液压马达中的非圆行星机构进行研究,建立非圆齿轮行星轮系三维模型并对其运动学、静力学、动力学等特性进行研究。首先,论文概述了课题的来源以及在国内外的发展历史,论述了论文研究的目的与意义,说明了非圆齿轮液压马达研究现状以及本文研究的内容,介绍了虚拟样机的特点。其次,论文引用了非圆齿轮传动的基本理论以及齿廓啮合定律,分析了非圆渐开线直齿轮传动的节曲线方程,并根据啮合原理确定了非圆行星轮系中轮齿的啮合齿廓方程、啮合角和转角之间的关系,建立轮系中的太阳轮与内齿圈的节曲线关系方程及数学模型,利用三维软件设计了非圆行星齿轮机构模型并分析了它的结构,讨论了轮齿之间的传动比函数与转角之间的关系以及主动轮转角与压力角之间的关系,探讨了轮齿模数的求解方法。最后,建立了虚拟样机模型再对它进行运动学和动力学分析,并对非圆轮系在运动过程中的输入力矩、输出力矩的特性进行了研究,利用弹性力学知识对模型中参数进行设置以得到该机构的运动学和动力学特性,得到太阳轮和行星轮的运动速度及加速度曲线图。之后建立非圆行星轮系静力学模型和动力学模型并进行理论计算分析,对非圆行星齿轮机构进行静力学分析、模态分析和瞬态动力学分析以得到非圆齿轮行星轮系中各个轮齿的固有频率和振型以及轮齿在啮合过程中的表面的应力分布图与总变形图。分析结果可以用来有效地判断轮齿哪个部位损伤最严重,以达到防止齿轮机构失效的目的,系统是否工作平稳也可以通过分析结果得出。
【关键词】：非圆齿轮 虚拟样机 动力学 行星轮系
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH132.41
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 引言10-11
• 1.2 研究的目的与意义11-12
• 1.3 国内外研究现状12-13
• 1.3.1 国外研究现状12
• 1.3.2 国内研究现状12-13
• 1.4 虚拟样机简介13-14
• 1.5 本文的主要内容14-16
• 第2章 非圆齿轮行星轮系建模16-26
• 2.1 非圆柱直齿轮传动的基本理论16-17
• 2.2 非圆齿轮行星轮系节曲线的设计17-24
• 2.2.1 定中心距行星轮系17-18
• 2.2.2 变中心距行星轮系18-21
• 2.2.3 非圆行星轮系的传动比函数21-22
• 2.2.4 非圆行星轮系中太阳轮角速度22
• 2.2.5 非圆行星轮系的传动压力角22-23
• 2.2.6 齿数的确定23-24
• 2.3 Solidworks环境下三维建模24
• 2.4 非圆齿轮液压马达的工作原理24-26
• 第3章 非圆齿轮行星轮系的运动分析26-34
• 3.1 虚拟样机设计流程26-27
• 3.2 Adams多刚体动力学方程27
• 3.3 Adams仿真步骤27-34
• 3.3.1 齿轮材料的选择27
• 3.3.2 物理建模27-34
• 第4章 非圆齿轮行星轮系的静力分析34-44
• 4.1 非圆齿轮行星轮系的受力分析34-37
• 4.1.1 等效受力模型34-35
• 4.1.2 主动齿轮受力分析35-36
• 4.1.3 接触力的校核36-37
• 4.2 有限元分析37-44
• 4.2.1 Workbench分析设置37-38
• 4.2.2 分析结果及说明38-44
• 第5章 非圆齿轮行星轮系模态分析44-54
• 5.1 模态分析基础44
• 5.2 系统模态分析44-54
• 5.2.1 模态分析求解步骤45
• 5.2.2 行星轮系的网格划分45-46
• 5.2.3 内齿圈模态分析46-49
• 5.2.4 太阳轮模态分析49-51
• 5.2.5 行星轮模态分析51-54
• 第6章 瞬态动力学分析54-62
• 6.1 齿轮动力学的介绍54
• 6.2 动力学理论计算54-57
• 6.2.1 弯曲刚度的计算54-55
• 6.2.2 动力学问题遵循的平衡方程55-56
• 6.2.3 求解方法56
• 6.2.4 齿轮表面的接触应力56-57
• 6.3 Workbench动力学分析57-62
• 6.3.1 定义材料属性57
• 6.3.2 划分网格57-58
• 6.3.3 分析结果58-62
• 第7章 结论与展望62-63
• 7.1 研究结论62
• 7.2 展望62-63
• 参考文献63-65
• 在学研究成果65-66
• 致谢66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：508611