摆线钢球行星减速器优化设计及有限元分析
[Abstract]:With the wide application of mechanical transmission in mechanical engineering and the high requirement of mechanical transmission in practical application, the research of new transmission structure has become a hot topic. In this paper, a new type of planetary gear-face meshing cycloidal ball planetary transmission reducer is studied. It has the advantages of small volume, high efficiency, strong bearing capacity, etc. The structure and performance of the reducer are optimized to improve the quality of the product. Reduce production cost, this has very important meaning in actual production. Based on a large number of references, this paper makes a detailed analysis of its mechanical structure and transmission principle, and optimizes its structure and performance by taking the minimum volume and the highest efficiency as objective functions. The 3D solid assembly diagram of the optimized reducer is drawn. Finally, the mechanical analysis of the main structural components is carried out. This paper is mainly divided into the following aspects: first, the structure of cycloidal steel ball planetary reducer and its transmission principle are analyzed, according to the structural characteristics of the reducer, the initial conditions and the desired objectives. The design variable and two-part objective function of the optimization mathematical model are determined, and the objective function is unified by the linear weighting method, and the meshing strength formula of the cycloid groove and annular groove of the steel ball and the planetary disk is compiled on the basis of a large number of references. The formula of root cutting occurs, the applicable range of each parameter is set up, and the influence of the size of each design variable on the volume and efficiency of the mechanism is analyzed. Finally, a multi-objective optimization mathematical model with the goal of minimum volume and maximum efficiency is established. Secondly, the optimization mathematical model is optimized by using genetic algorithm toolbox in Matlab engineering software. The M file of this optimization calculation is compiled according to Matlab programming principle and genetic algorithm theory before calculation. The optimization calculation is completed by calling the toolbox and the value of each design variable is obtained. Then the optimized design result is compared with the traditional design scheme. The conclusion is that the volume is reduced by 17.91 and the efficiency is increased by 0.45. Thirdly, the three dimensional models of planetary disk, center disk and output mechanism of reducer are drawn by using Pro/E software. Consult reference books, select suitable parts with this reducer, such as: oil cup, screw plug, seal ring, bearing, etc., and then assemble each component diagram into a complete structure by Pro/E. Fourth, the important parts of the reducer (steel ball and planetary disk) are theoretically analyzed, the contact force between the planetary disk and each ball is calculated, and the maximum contact force is found. Then the maximum contact force between the planetary disk and the ball is intercepted by Pro/E and the corresponding simplified treatment is made. Finally, the analysis is carried out by using ANSYS software. The contact mechanics analysis of ANSYS shows that the analysis result is 2.23 different from the theoretical calculation value, and the correctness of the mechanical analysis is verified within the permitted range.
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TH132.46
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本文编号:2256668
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