微型行星少齿数齿轮减速器设计与分析

发布时间：2017-09-29 19:27

  本文关键词：微型行星少齿数齿轮减速器设计与分析

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【摘要】：行星齿轮传动因其同轴性好、承载能力高、工作平稳等优点,已被广泛运用到各种机械传动中。由于普通的行星齿轮传动受特殊应用场合的限制,现代的机械装备对行星齿轮传动提出了传动机构微型化、单级传动比更大、传动效率更高的要求。随着微细加工技术的出现与发展,节能、低耗、技术密集的小模数(m1.0mm)微型行星齿轮减速器应运而生,且已应用到工作空间极小的高精技术领域。为了进一步扩大微型行星齿轮减速器的单级传动比,拓宽的多样性微型行星齿轮传动装置,本文借鉴微型行星齿轮传动设计理论,结合少齿数齿轮传动(齿数1~10)与行星齿轮传动各自的优点,对微型行星少齿数齿轮减速器进行设计分析,以实现微型行星齿轮减速器的高效率、单级大传动比变速为目标进行了以下三个方面研究。1.依据设计要求,以2Z-X(A)型太阳轮齿数为4的微型行星少齿数齿轮减速器为研究对象,对其结构组成、运行原理以及整体设计与装配方法进行了详细的分析研究,确定了微型行星传动各结构参数。2.通过Creo完成了整个微型行星少齿数齿轮减速器的参数化建模。并基于ADAMS建立运动学、动力学虚拟样机模型,通过动态仿真验证了样机模型的正确性,对完善其设计方法与缩短产品开发周期具有一定的价值意义。3.利用ANSYS软件,对微型行星传动机构进行了静力学分析与模态分析,完成了整个微型行星少齿数齿轮减速器系统的研究设计分析。本论文的研究拓展了微型行星传动理论及微型行星齿轮传动装置,拓宽了少齿数齿轮传动研究成果的实际运用领域,为微型机械的研究具有重要的参考价值。
【关键词】：小模数 少齿数齿轮 参数化模型 虚拟样机 有限元分析
【学位授予单位】：陕西理工学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH132.46
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 论文选题背景及研究意义10-11
• 1.2 微型行星齿轮研究现状及发展趋势11-13
• 1.2.1 微型行星齿轮研究现状11-12
• 1.2.2 微型行星齿轮发展趋势12-13
• 1.3 论文主要内容13-14
• 1.4 本章小结14-15
• 第2章 微型行星齿轮减速器简介15-23
• 2.1 微型行星齿轮传动的定义及特点15-16
• 2.1.1 微型行星齿轮传动的定义15-16
• 2.1.2 微型行星齿轮传动的特点16
• 2.2 微型行星齿轮的组成及工作原理16-19
• 2.2.1 微型行星齿轮机构的组成16-17
• 2.2.2 单级微型行星齿轮机构的工作原理17-19
• 2.3 微型齿轮与普通齿轮的差别19-20
• 2.4 微型行星齿轮的失效形式和常用的齿轮材料20-22
• 2.4.1 轮齿的失效形式20-21
• 2.4.2 常用的齿轮材料21-22
• 2.5 本章总结22-23
• 第3章 微型行星少齿数齿轮减速器的结构设计23-39
• 3.1 设计任务23
• 3.2 传动机构及参数确定23-26
• 3.2.1 传动类型和传动简图23-24
• 3.2.2 配齿计算24
• 3.2.3 参数验证24-26
• 3.3 啮合参数计算26-27
• 3.3.1 a-c啮合齿轮副啮合参数计算26
• 3.3.2 b-c啮合齿轮副啮合参数计算26-27
• 3.4 几何尺寸计算27-29
• 3.5 传动效率29-30
• 3.6 受力分析30-31
• 3.7 强度验算31-38
• 3.7.1 a-c啮合齿轮副强度验算32-36
• 3.7.2 b-c啮合齿轮副强度验算36-38
• 3.8 本章总结38-39
• 第4章 微型行星少齿数齿轮减速器虚拟样机的建立39-60
• 4.1 Creo简介及减速器减速器工作过程39
• 4.1.1 Creo简介39
• 4.1.2 减速器工作过程39
• 4.2 各零部件参数化建模39-43
• 4.2.1 输入轴设计与建模40-41
• 4.2.2 内齿轮b结构设计41-42
• 4.2.3 行星架设计与建模42
• 4.2.4 其它零部件参数化建模42-43
• 4.3 减速器模型装配43-45
• 4.3.1 三维模型的装配43-44
• 4.3.2 齿轮副啮合干涉检查44-45
• 4.4 建立虚拟样机45-46
• 4.4.1 装配模型的简化45
• 4.4.2 Creo与ADAMS的连接导入及样机生成45-46
• 4.5 运动学仿真46-50
• 4.5.1 运动学仿真中约束的添加46-48
• 4.5.2 验证传动比48-50
• 4.6 动力学仿真50-59
• 4.6.1 动力学仿真中约束的添加50-51
• 4.6.2 仿真分析51-59
• 4.7 本章总结59-60
• 第5章 微型行星传动机构装配体的有限元分析60-71
• 5.1 有限元分析的实现过程60-63
• 5.1.1 样机模型的简化、导入与检查60
• 5.1.2 定义单元类型60-61
• 5.1.3 定义材料参数61
• 5.1.4 网格划分61
• 5.1.5 定义行星机构装配体的接触关系61-62
• 5.1.6 施加边界约束条件62-63
• 5.2 静力学分析63-66
• 5.2.1 模型求解处理63
• 5.2.2 行星传动机构的后处理结果分析63
• 5.2.3 各齿轮求解后处理结果分析63-66
• 5.3 行星传动机构的模态分析66-70
• 5.3.1 模态分析概述66
• 5.3.2 模态分析操作步骤66-69
• 5.3.3 后处理结果分析69-70
• 5.4 本章小结70-71
• 结论与展望71-73
• 结论71
• 展望71-73
• 参考文献73-78
• 攻读硕士学位期间取得的科研成果78-79
• 致谢79

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