摆线针轮行星减速器的有限元分析研究

发布时间：2020-09-07 18:54

　　摆线针轮行星减速器以其结构紧凑、体积小、重量轻、传动比大、承载能力强、运行平稳、噪声低、传动效率高、工作可靠和使用寿命长等优点,广泛使用在各种机械设备中。但是摆线针轮行星减速器在力学分析中,是所有齿轮减速器中最复杂、最难以控制的系统组成方式之一,由于对摆线针轮行星减速器很少有专著进行较深入的探讨和研究,从而一定程度上阻碍它的优化和推广,因此本文对摆线针轮行星减速器关键部件的实体建模和有限元分析进行研究。摆线轮是摆线针轮行星减速器中的关键部件,以往对摆线轮的研究很多都是在不考虑齿形修形的前提下进行分析,其结果同实际工作情况有较大误差,为了得到比较准确的摆线轮的受力状态,论文针对摆线针轮行星减速机构中存在的问题并根据实际工程需要,以单级减速双轴型卧式BW180型摆线针轮减速器的修正齿形为例,对有修正齿形的摆线轮进行分析,在齿廓有修形的情况下,采用有隙啮合理论,求出摆线轮与针齿啮合的最大作用力。用PRO/E软件建立摆线轮的三维实体模型,对摆线轮的建模采用了比较准确的从方程造型方式,数学方程式的应用提高了分析模型的准确度。利用ANSYS有限元分析软件,建立摆线针轮减速机构的有限元模型,对最大力作用下的摆线轮与针齿进行有限元分析,得出摆线轮的应力分布。在分析过程中探讨了PRO/E与ANSYS的整合应用,从而实现了建立在PRO/E-ANSYS软件环境下具有一定意义的计算机辅助工程设计,其中的实体建模方法与有限元分析手段在共同建立平台下解决复杂机械系统设计及性能分析方面具有理论意义和实用价值。
【学位单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2008
【中图分类】：TH132.46
【部分图文】：

摆线针轮行星减速机,摆线针轮行星传动,行星齿轮传动

摆线针轮行星减速机构结构简图

摆线针轮减速器,基本结构

运行模式遵循设计过程的自然设计顺序，从产品功能概首先基于市场分析确定产品的功能要求，按照功能要求该结构确定产品的主要结构的相关关系和机构的运动约运行模式是针对计算机辅助设计技术尤其是CAD技术该模式，首先利用现今的CAD系统完成产品的详细结构述，包括设计模型的产品装配。本系统是在所有零件的行虚拟建模，因此采用的方式是自底而上的方式。行星减速机构结构分析星减速器基本结构简图见图 2-1：

摆线轮,齿形方程,针轮,针齿

摆线轮和标准针轮相啮合，与针齿共轭且无啮合侧隙的摆线轮齿形称标准齿形。选择摆线轮的几何中心作为原点，以通过原点并与摆线轮齿间的对称轴重合的轴线作为X轴，见图2-2：图2-2 摆线轮标准齿形Fig.2-2 Standard profile of cycloid-gear则摆线轮的标准齿形方程式如式（2-1）所示：1 12 211 12 21( ) cos(1 ) ( ) cos( ) sin(1 ) ( ) sinH Hz z zH Hz z zx R r S i e K r S iy R r S i e K r S i = = + （2-1）式中：21 1 1S = S ( K , ) = 1 + K 2 Kcos ，zR ：针轮分布圆半径，e：偏心距，zr ：针轮半径，Hi ：摆线轮和针轮的相对传动比 /Hp ci = z z，：转臂相对于某一针齿中心矢径的转角，即啮合相位角。2.2.3.2 几种修齿方法和通用的摆线轮齿形方程式标准的摆线针轮行星传动，在理论上摆线轮有一半齿数同时和针轮上的针齿啮合参

【参考文献】