内平动齿轮传动运动学分析

发布时间：2020-10-09 03:02

　　内平动齿轮传动是一种特殊形式的少齿差行星齿轮传动,它是在平行曲柄机构原理和行星传动理论基础上开发的一种新型传动方式。内平动齿轮传动与定轴齿轮传动和行星齿轮传动相比,具有结构紧凑、传动比大、单位重量传动能力大等优点,在车辆工程、重型机械、航空航天和军事装备等机械传动场合有良好的应用前景。但对该传动形式的研究起步较晚,目前还没有形成一套完善的设计方法,特别是啮合角和变位系数的选择至今仍是制约内平动齿轮传动理论研究和应用推广的一大难题,亟待解决。本文以内平动齿轮传动装置为研究对象,从运动学的角度出发,对内平动齿轮传动运动学的设计公式、约束条件、设计参数的选择及优化等相关内容进行了深入研究,并采用虚拟装配和运动仿真技术对设计实例进行了干涉检验。通过比较、分析,选定与理论最为接近的德国工业标准DIN的计算公式作为内平动齿轮传动的计算公式,解决了设计中计算公式不统一、随意性大的问题。在避免干涉的前提下,采用MATLAB分析了几何参数的可行域,以及各种设计参数之间的关系,为设计的改进提供了理论依据。为了提高啮合效率和齿轮的承载能力,本文应用机械优化方法建立了最小啮合角和最小变位系数的优化模型,在优化软件LINGO平台上实现了优化模型求解。根据内平动齿轮传动啮合线不固定、传动过程中接触齿对数多的特点,从线重合度和角重合度两个方面分析了内平动齿轮传动重合度的计算方法和连续传动条件。结合设计实例,本文采用所选定的计算公式和建立的优化模型,得到了一组最优化的设计参数,以这组参数为驱动在PRO/ENGINEER环境中建立了传动装置的实体模型和装配模型,根据实际连接情况建立了内平动齿轮副以及其他零件的连接关系。最后,通过运动仿真技术,对装配模型进行了运动仿真,分析了静态和动态干涉情况,验证了设计的合理性,为设计结果的评估提供了一种方法。本文关于内平动齿轮传动设计参数之间关系的图表和表达式,为得到最优几何参数而建立的优化模型和编制的相应优化程序,以及虚拟装配和运动仿真技术都具有一定的实用价值和指导意义,可以大大提高内平动齿轮传动的设计质量,缩短设计周期。
【学位单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2008
【中图分类】：TH132.41
【部分图文】：

性能比较图,齿轮减速器,减速器,性能比较

水泥机械大多数为重载慢转轮减速器将在这个领域发挥越来越大冷机、回转式烘干机以及机械式立窑上这个领域里的应用还是个空白，广泛的革命，同时也必将推动我国水泥机上的应用。内平动齿轮机构在轧钢机械铸机械等冶金机械中能够充分发挥其稳等特点，具有很大的应用前景。机械中也有广泛的应用前景。起重运输器和驱动滚筒（卷筒）分别安装在驱部件组合在驱动滚筒（卷筒）内，有降低支承结构成本，便于中间驱动布、长距离发展趋势。

内齿轮,变位系数,齿数,基圆

轮传动设计几何尺寸的限制条件齿轮传动中，由于内齿轮和外齿轮的齿数差少，在切削干涉，因此，避免各种干涉是内平动齿轮传动几何尺寸动齿轮传动的强度和正确啮合，需要对一些几何参数做轮的齿顶圆不应小于基圆渐开线，为了保证齿顶的齿形为渐开线，内齿轮的基圆下面的关系式：a2≤ d顶圆直径按式（2-3）计算时，要求满足：1cosα2)2* xa(h2(1cos)2* α z

曲线,齿顶厚,变位系数,外齿轮

和*ah =0.55 的 7 条曲线，在曲线的上方选取一定的齿顶高系数时某变位系数2x 时，满足关系式（3-1），例如，当齿顶高系数为 0.80 时，内齿轮变位系数不得小于 0.2。从图 3-1 还可以看出，对于齿轮，采用较大的齿顶高系数ah*时必须进行较大的变位，如当内高系数ah*=1 时变位系数2x 不得小于 0.397，当ah*=0.8 时变位系97。外齿轮齿顶不得变尖，要有足够的厚度轮的变位系数1x 越大，则齿顶厚越薄，甚至会变尖，从而影响齿轮模数m =2,齿数1z =20 和1z =30 时，齿顶厚与变位系数的关系。从图齿数较少的外齿轮，随着变位系数的增大，齿顶很容易变尖。通厚系数 sma/1（齿顶厚与模数的比值）来衡量齿顶的厚度，齿顶厚：111112tan()/cos2/cosaaa mxαzinvαinvααπα = +

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