二齿差摆杆活齿传动齿形设计与动力学研究

发布时间：2017-10-05 22:12

  本文关键词：二齿差摆杆活齿传动齿形设计与动力学研究

  更多相关文章： 摆杆活齿 二齿差传动 齿廓设计 动力学 参数振动

【摘要】：二齿差摆杆活齿是活齿传动的一种结构形式,不仅具有传统活齿承载能力强、传动效率高、结构紧凑和传动比范围广等一系列优点,还克服了偏心圆激波器在运转过程中有附加动载荷的缺点,实现了激波器的自平衡。本文对二齿差摆杆活齿传动的齿形设计、齿形特性分析、受力状态分析、动力学建模及分析和样机的建模及加工等各方面进行了比较系统的研究。本文首先设定摆杆的运动规律,推导了激波器和中心轮齿廓方程,统一了齿廓方程形式,实现摆杆活齿传动运行中摆杆的运动规律可控,探索活齿齿廓设计由传统的几何学设计向动力学设计的过渡。在齿廓设计的基础上探讨各设计参数对中心轮曲率半径变化趋势的影响,给出了中心轮等距齿形不干涉条件;分析两种传动形式下各参数对各压力角的影响。基于弹性小变形理论、弹性变形协调假设和赫兹接触理论计算了活齿啮合副受力和啮合点处的最大接触应力;分析了二齿差摆杆活齿传动各啮合刚度随啮合位置的变化规律,及各结构参数对啮合刚度的影响趋势。建立了二齿差摆杆活齿传动系统的动力学模型,计算了二齿差摆杆活齿传动系统动力学方程对应的定常系统的固有频率;基于Floquet理论和参激系统稳定性的特征值分析方法,对二齿差摆杆活齿传动系统动力学稳定性进行分析,给出了系统的动力稳定性区间,及增大稳定性区间的方法。利用SolidWorks建立了二齿差摆杆活齿减速器的零件模型并进行虚拟装配得到虚拟样机,运用Adams进行了二齿差摆杆活齿运动学仿真,验证传动比,从而验证模型的正确性。合理选择精度等级及公差配合绘制零件二维图纸,完成了实体样机的加工及装配。
【关键词】：摆杆活齿 二齿差传动 齿廓设计 动力学 参数振动
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH132.41
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 课题来源及背景和意义11-13
• 1.2 活齿传动研究概述13-17
• 1.2.1 活齿传动齿形设计研究现状13-15
• 1.2.2 活齿传动动力学研究现状15-17
• 1.3 论文的主要内容17-19
• 第2章 二齿差摆杆活齿传动齿形设计19-28
• 2.1 二齿差摆杆活齿传动原理19-20
• 2.2 激波器齿形设计20-21
• 2.3 中心轮齿形推导21-23
• 2.4 齿形方程同一化处理23-27
• 2.4.1 同一化理论齿廓方程的建立23-24
• 2.4.2 实际齿廓方程的建立24-27
• 2.5 本章小结27-28
• 第3章 二齿差摆杆活齿传动齿廓特性分析28-44
• 3.1 理论齿廓曲率与曲率半径推导28-33
• 3.1.1 激波器理论齿廓曲率与曲率半径29-30
• 3.1.2 中心轮理论齿廓曲率与曲率半径30-31
• 3.1.3 曲率半径影响因素分析31-33
• 3.2 压力角分析33-43
• 3.2.1 Ⅰ类传动压力角分析34-35
• 3.2.2 Ⅱ类传动压力角分析35-37
• 3.2.3 各参数对压力角的影响因素分析37-43
• 3.3 本章小结43-44
• 第4章 二齿差摆杆活齿传动受力分析44-58
• 4.1 二齿差摆杆活齿传动力学模型44-48
• 4.1.1 二齿差摆杆活齿传动力学模型简化44-45
• 4.1.2 摆杆活齿受力平衡方程45
• 4.1.3 活齿啮合副间变形协调方程45-47
• 4.1.4 摆杆活齿传动活齿啮合力求解47-48
• 4.2 二齿差摆杆活齿传动活齿啮合副间接触应力48-49
• 4.2.1 二齿差摆杆活齿啮合副接触应力计算模型48
• 4.2.2 活齿啮合副间接触应力分析48-49
• 4.3 摆杆活齿传动啮合刚度分析49-57
• 4.3.1 活齿啮合副间刚度分析模型49-51
• 4.3.2 啮合刚度实例分析51-52
• 4.3.3 啮合刚度K_(Hg)影响因素分析52-55
• 4.3.4 啮合刚度K_(Kg)影响因素分析55-57
• 4.4 本章小结57-58
• 第5章 二齿差摆杆活齿传动参激振动分析58-76
• 5.1 二齿差摆杆活齿传动力学模型58-64
• 5.1.1 二齿差摆杆活齿传动力学模型简化58-59
• 5.1.2 各构件之间的相对位移59-60
• 5.1.3 动力学方程60-61
• 5.1.4 系统动力学方程61-62
• 5.1.5 系统固有频率62-64
• 5.2 刚度矩阵分析64-66
• 5.2.1 啮合频率分析64
• 5.2.2 刚度矩阵拟合模型64-65
• 5.2.3 刚度矩阵拟合实例分析65-66
• 5.3 Floquet理论在参激系统中应用66-68
• 5.4 二齿差摆杆活齿参激系统稳定性分析的特征值方法68-71
• 5.5 稳定性判定矩阵71-72
• 5.6 稳定性分析计算实例72-75
• 5.6.1 稳定性区间计算72-73
• 5.6.2 稳定性区间验证及动态响应求解73-75
• 5.7 本章小结75-76
• 第6章 二齿差摆杆活齿样机建模及加工76-82
• 6.1 虚拟样机建模76-78
• 6.1.1 激波器和中心轮的三维造型76-77
• 6.1.2 摆杆活齿传动机构虚拟装配77-78
• 6.2 运动学仿真分析78-79
• 6.3 样机加工及装配79-81
• 6.4 本章小结81-82
• 结论82-84
• 参考文献84-91
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果91-92
• 致谢92

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本文编号：979109