双曲面滚柱加载器的研究

发布时间：2020-05-05 10:16

【摘要】： 随着特种传动技术的日益发展,现代工业对加载装置的灵敏度、可靠性、使用寿命、效率、载荷变化等诸多方面提出了更高的要求。本文所研究的是一种性能优越的可变扭矩加载器—双曲面滚柱加载器,利用加载器接触表面特殊几何关系,通过接触表面的摩擦传动,实现轴向力与转矩之间的相互转换,从而达到控制制动和传递动力的目的,可满足现代工业对加载装置的要求。利用微分几何相关知识建立了内外环的双曲面等距曲面及滚柱的几何模型,求解出其接触线为直线并用MATLAB进行了理论验证。在上述研究的基础上利用运动转化原理建立了内外环与滚柱之间的运动模型,并利用微分几何的相关知识通过对施加在外环上的主动轴向力的分解及合成,求的其在内环上所产生的力学反应,建立双曲面滚柱加载器力学模型。同时,在对以上模型深入研究的基础上,利用道森公式计算牵引传动形成条件与加载器设计参数间的关系,并对加载器进行了牵引传动强度校核。利用cosmosmotion、cosmosworks分别对加载器进行了运动仿真及静态和模态有限元分析,以分析加载器的静态和模态特性,并为加载器的研制及其优化提供CAE支持。通过对双曲面滚柱加载器的结构参数选择、结构干涉检测、加工工艺的研究,研制出了能够满足功能要求及实验条件的双曲面滚柱加载器。同时,通过对转矩系统、轴向力加载系统、支撑系统、润滑系统、密封系统、转速调节系统、电压测试系统、电流测试系统的研制,研制出了一种对加载器力学性能进行测试验证的实验装置。在对实验装置的工作原理、实验原理、方法及步骤进行研究的基础上,通过对外环上施加主动轴向力,测试其内环转矩,得出双曲面滚柱加载器力学性能的实验数据,对以上实验结果进行了误差分析,以检验理论结果的正确性,并对加载器及其实验装置进行优化设计。
【图文】：

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哈尔滨工业大学工学硕士学位论文、结构复杂等。、加载平稳、调节精确方便、可在运转中加载和特性、模拟复杂的载荷变化、使载荷接近实际工但由于其采用液压加载，由于液压加载自身的弊漏油现象，拆装过程烦琐，通用性差，需外接电加载器由于本身所固有的缺点，不能够满足现代切需要一种在各方面性能均优越的加载器以替代前人所做的相关研究及其分析，本科的科技创新以往的研究，建立的几何模型为双曲面与滚柱接不能同时满足坐标相等和法线相等(相反)的条件如图 1-2 所示，当内外环模型为标准双曲面时，的接触为点接触接触线不是直线。

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及牵引传动简介转矩的原理是当内轴转动时，滚柱用在加载器上，产生垂直于接触面轴有一空间夹角，滚柱必然有沿其势，因此必然产生摩擦力，引起摩，必然在输出端产生轴向力，这种向的摩擦力来传递转矩。环、保持架、滚柱、外环四部分组中的一条以另一条直线为轴转一周沿单叶双曲面体的等距曲面母线方上加保持架以保持滚柱倾斜角度，如图 1-4 所示轴向力，，利用其接触达到传递转矩的目的。-3 双曲面等距曲面与滚柱接触示意图atic map of contact between Hyperboloid an
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TH132

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