基于虚拟样机技术的减速器动力学仿真研究

发布时间：2020-05-08 13:32

【摘要】： 齿轮减速器作为一种典型的传动机构广泛应用于现代机械传动之中。其运动学和动力学特性关系到减速器本身乃至整个设备性能的发挥。虚拟样机技术在传动机构动力学仿真中的成功应用不仅可以提高仿真精度,而且可以缩短产品设计周期,对于工程实际具有重要的应用价值。通过虚拟样机技术,工程师可以通过机械系统运动仿真,在产品设计阶段发现产品设计中的潜在问题,并快速进行修改,减少了对于物理样机的依赖,这样不仅可以节省成本,缩短产品开发周期,而且可以提高产品性能,增强产品竞争力。本文在统筹分析减速器动力学性能的基础上,结合前人利用虚拟样机技术对齿轮减速器动力学性能的研究,以某一级齿轮减速器为研究对象,通过对齿轮动力学进行深入分析研究,进一步了解齿轮系统结构形式、几何参数、加工方法对系统动力学行为的影响,从而指导高质量减速器的设计和制造。本论文主要做了以下工作: 针对一具体实例,设计出该减速器,并在PRO/E的平台上基于参数化建模建立了该减速器中各部件的模型,然进行了减速器的虚拟装配和仿真分析。在运动仿真过程中,进行干涉检查,从而验证了减速器几何参数设计的合理性。在MSC-ADAMS中建立了减速器传动机构的多刚体动力学仿真模型,基于Hertz静力弹性接触理论推导出斜齿轮的接触力仿真参数计算公式。仿真得到的输出轴的转速和角加速度以及传动齿轮的啮合力的大小及频率都和理论计算结果一致,从而验证了虚拟样机和公式的正确性。在此基础上,分析了齿轮减速器内外部因素对其动力学性能的影响, 用有限元分析的办法对减速器输出轴进行模态分析,生成了用于柔性体动力学仿真分析的输出轴模态中性文件MNF。在此基础上在ADAMS中建立了减速器的柔性体虚拟样机模型,并进行柔性体减速器虚拟样机仿真,分析了输出轴的柔性对减速器动力学性能的影响。本文基于以上虚拟样机分析得出的载荷谱,将其导入到有限元分析软件ANSYS中,对其进行进行强度分析,得到齿轮轴上的应力、应变分布及变形,为齿轮轴的结构设计提供了分析依据。
【图文】：

齿轮轴,大齿轮,三维模型,斜齿轮

其螺旋角为几，称为斜齿轮基圆柱上的螺旋角。齿瑰工作深度图3一1斜齿轮齿廓形成原理图从斜齿轮齿面的形成过程可以看出，一对啮合齿轮的接触线是一条倾斜的直线，这样在传动时轮齿是逐渐进入啮合的，因而接触线由短变长，退出啮合时接触线长度由长边短。因此斜齿轮传动比直齿轮更加平稳，，特别适用于高速，重载传动的场合。斜齿轮的齿廓曲面与任何不同半径的圆柱面的交线均是一条螺旋线，因此，斜齿轮的齿面实质上就是渐开螺旋面。其中斜齿轮分度圆面上的螺旋线切线与齿轮轴线之间所夹的角刀称为斜齿轮的螺旋角。斜齿轮有左旋和有旋两种。一对啮合传动的斜齿轮，其分度圆上的螺旋角必须大小相等，方向相反。3.4.2斜齿轮的基本参数斜齿轮的法面参数与刀具参数相同，因此斜齿轮的法面参数为标准值。但是为了计算斜齿轮几何参数的方便

装配体模型,减速器,干涉分析,虚拟装配

4减速器装配体模型
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TH132.46

【引证文献】