摆动活齿传动机构振动与动态优化设计研究

发布时间：2020-04-13 04:55

【摘要】： 摆动活齿传动是一种用于传递两同轴运动和动力的活齿传动机构,具有多齿啮合、承载能力强、全滚动啮合传动效率高、传动比大等特点,具有很好的应用前景。随着科学技术的高速发展,机械产品与设备也日益向高速、高效、精密、轻量化和自动化方向发展,其结构日益趋于复杂,对工作的静、动态性能的要求也越来越高。因此,需要进行机械产品和设备的振动研究与动态设计,以满足其静、动态特性与低振动、低噪声的要求。本文阐述摆动活齿传动的结构组成和传动原理;通过对等效机构的分析推导出其中心轮齿廓方程和曲率计算公式;建立了力学分析模型,并推出啮合副受力计算公式,利用Matlab软件程序分析了结构参数对啮合副受力的影响。根据摆动活齿传动输入轴系的结构特点,采用Riccati传递矩阵法和ANSYS有限元模态分析法分别建立了该传动输入轴系的振动模型,分析了振动特性。根据传递矩阵法建立的输入轴系的振动模型,利用Matlab软件程序计算出固有频率值。利用ANSYS软件对输入轴系进行了三维实体建模和有限元模态分析,得到输入轴系的固有频率和振型。根据摆动活齿传动机构的动力学特点,应用集中参数法建立了机构的扭转振动模型,推出其动力学微分方程,并分析计算了扭转振动模型中的各转动惯量、扭转振动刚度和扭转振动阻尼,应用Runge-Kutta法求解机构扭转振动的动力学微分方程,数值仿真计算出摆动活齿传动机构的激波器、活齿和活齿架振动角加速度动态响应。根据摆动活齿传动机构的扭转振动模型,建立了机构动态优化设计数学模型,并应用Matlab软件进行分析求解,并与常规设计、传统优化设计比较,改善了机构的动态特性,为摆动活齿传动机构的动态特性及噪声的控制研究奠定了基础。
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TH132.414

【引证文献】