齿轮齿条式行星分度凸轮机构特性研究

发布时间：2017-11-02 00:12

  本文关键词：齿轮齿条式行星分度凸轮机构特性研究

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【摘要】：分度凸轮机构作为一种常用的间歇运动机构，被广泛应用于机械、电子、印刷、制药等行业的自动化机械中。传统的分度凸轮机构一般存在一个缺陷，即输入轴旋转一周机构只能实现一次分度运动。同轴式行星分度凸轮机构，具有同轴式分度凸轮机构和行星分度凸轮机构的共同优点，其采用同轴式布局，结构紧凑，并突破了传统分度凸轮机构只能整周式输出的局限性，可实现大分度数传动。 论文以同轴式行星分度凸轮机构结构形式之一的齿轮齿条式行星分度凸轮机构为研究对象，研究其结构形式和传动原理，对机构廓线、装配体模态分析以及含间隙机构动力学等方面进行了深入研究，主要完成了以下工作： 分析研究了齿轮齿条式行星分度凸轮机构的结构形式与传动原理。利用解析法建立分度凸轮机构的数学描述模型，进而得到其共轭凸轮的理论和实际廓线方程。通过Matlab编程的方式生成机构廓线，并在简化模型的基础上对机构进行了运动仿真，验证了廓线的合理性和可行性，最后在Solidworks软件中完成机构的三维建模。 定义齿轮齿条式行星分度凸轮机构基本参数，着重对影响凸轮几何特征的两个重要指标—压力角和曲率半径进行了分析，研究基本参数的变化对压力角和曲率半径的影响规律。针对装配体模态分析的非线性特征，，提出了采取计算临界状态来求取机构装配体模态的方法，并利用此方法得到齿轮齿条式行星分度凸轮机构的相关固定频率和振型，为降低机构振动和结构优化设计提供了依据。 采用两状态非连续接触状态模型，建立了齿轮齿条式行星分度凸轮机构的间隙数学矢量模型。将采用非线性弹簧阻尼模型的法向接触力模型和采用修正Coulomb模型的切向摩擦力模型嵌入到理想模型中，构建了含间隙的多体动力学模型。针对齿轮齿条式行星分度凸轮机构，通过在多体动力学软件Adams中设置合理的接触参数，建立起考虑间隙的齿轮齿条式行星分度头凸轮机构动力学模型。研究在不同间隙大小下的凸轮机构的动力学性能，分析间隙的存在对凸轮机构运动特性的影响。
【关键词】：行星分度凸轮 廓线 模态 间隙 动力学
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH112.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目录7-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 概述9-11
• 1.2 国内外研究现状11-16
• 1.2.1 现有分度凸轮机构的改进11-12
• 1.2.2 新型分度凸轮12-16
• 1.3 主要研究内容16-17
• 第二章 齿轮齿条式行星分度凸轮机构17-25
• 2.1 引言17
• 2.2 结构与传动原理17-18
• 2.3 凸轮廓线设计18-22
• 2.3.1 廓线方程19-20
• 2.3.2 设计实例20
• 2.3.3 廓线运动仿真20-22
• 2.4 样机建立22-23
• 2.5 本章小结23-25
• 第三章 齿轮齿条式行星分度凸轮机构参数分析25-40
• 3.1 基本参数25-26
• 3.1.1 设计参数25-26
• 3.1.2 结构参数26
• 3.2 从动件运动规律26-31
• 3.2.1 运动规律参数的无因次化26-28
• 3.2.2 运动规律的特征值28-29
• 3.2.3 常用的运动规律及选择29-31
• 3.3 压力角31-36
• 3.3.1 机构压力角31-34
• 3.3.2 机构参数对压力角的影响34-36
• 3.4 曲率半径36-38
• 3.4.1 机构曲率半径36
• 3.4.2 机构参数对曲率半径的影响36-38
• 3.5 本章小结38-40
• 第四章 齿轮齿条式行星分度凸轮机构模态分析40-55
• 4.1 引言40
• 4.2 装配体模态分析理论40-42
• 4.3 有限元模型的建立42-47
• 4.3.1 实体模型43-44
• 4.3.2 划分网格44-45
• 4.3.3 定义接触区域45-46
• 4.3.4 施加载荷和边界条件46
• 4.3.5 求解46-47
• 4.4 模态分析结果47-54
• 4.5 本章小结54-55
• 第五章 含间隙齿轮齿条式行星分度机构动力学仿真55-70
• 5.1 引言55
• 5.2 含间隙的多体动力学理论55-56
• 5.3 含间隙的多体动力学建模56-62
• 5.3.1 模型描述56-58
• 5.3.2 法向接触力模型58-59
• 5.3.3 切向摩擦力模型59-61
• 5.3.4 含间隙的多体动力学方程61-62
• 5.4 基于 Adams 的含间隙齿轮齿条式行星分度凸轮动力学建模62-66
• 5.4.1 基于 Adams 的动力学建模62-64
• 5.4.2 接触参数设定64-66
• 5.5 含间隙的齿轮齿条式行星分度凸轮机构动力学特性分析66-69
• 5.6 本章小结69-70
• 第六章 总结和展望70-72
• 6.1 总结70-71
• 6.2 展望71-72
• 参考文献72-75
• 致谢75-76
• 攻读学位期间发表论文76

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：1129137