机电集成超环面传动原理及承载能力研究

发布时间：2020-10-16 23:16

　　本文研究了一种新型复合传动机构——机电集成超环面传动,进行了该传动的运动学分析、驱动机理分析、应力分析和原理性实验。本论文主要包括以下内容: 推导出了这种新型传动的传动比计算公式,得出了各轮齿数、环面蜗杆线圈绕组极对数与计算圆螺旋升角间的关系、各构件间的装配关系,给出了同时满足正确啮合条件和装配条件以及电磁关系的定子齿数计算公式。给出了该机构可行参数的组合图表。研究了机电集成超环面传动的驱动机理,建立了该传动的空间力学模型,分析了行星轮在环面蜗杆和环面定子处的受力情况,推导出了行星架输出力矩的计算公式。比较了行星架在环面蜗杆和环面定子处的最大输出力矩,给出了两者之间极限力矩相等的优化设计条件。分析了各参数对输出转距的影响因素和影响规律。采用单位载荷法和莫尔积分法,推导出空间螺旋齿的内力计算公式,对行星轮齿和环面定子齿所受的应力进行了深入研究,确定了危险应力的作用位置,初步建立了该传动强度校核理论。以运动分析和驱动机理研究为基础,对机电集成超环面传动中的各参数进行分析取值,利用计算机软件对该传动进行了三维实体建模,完成了该传动的虚拟仿真装配。设计并加工了该传动的原理样机,进行了原理性试验,证明了机电集成超环面传动原理的可行性和正确性。
【学位单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2005
【中图分类】：TH132
【部分图文】：

超环面传动

传动和电磁驱动及控制技术有机结合动技术，即机电集成超环面传动机构资助(批准号 50375132)。面传动系统是在研究超环面行星蜗杆永磁齿轮传动等传动原理而提出的。面蜗杆上布置若干电磁线圈以形成环体为轮齿的多个行星轮转动，从而带力输出。面传动系统如图 1-1 所示。该机构由和行星架 4 组成。由于在结构上它具个内环面两个环面，所以称其为超环代了超环面行星蜗杆传动机构中的接面传动机构。

关系图,比磁,关系图,定子齿

0 1 00 0/cost st t tgt t b bλλ= = = + 式(3-38)中各参数关系见图 2-3，其意义与第 2 章相同。将式(3-38)带入比磁导G 的计算公式(3-37)中进行计算，可以得到比磁导G 随各参数变化的关系图，如图 3-4 所示。由图可得出如下结论：(1)比磁导 G 随行星轮齿与环面定子齿中心距α 的增大而减小；(2)比磁导 G 随行星轮齿数1Z 的增加而增大；(3)比磁导 G 随环面定子齿数0Z 的增加而减小。通过大量的计算，可知环面定子齿数0Z 在一般情况下不能超过 50，但当环面蜗杆上的螺旋升角0λ 为特殊值时，其范围可大大地增加。图 3-4(a)表示 7,1,30,1.500λ = p =Z=δ=时行星轮齿齿数分别为 6，8，10，12 时比导G 随中心距α 变化的关系；图 3-4(b)表示 7,1,6,1.501λ = p =Z=δ=时环面定子齿数分别为 30，34，38，42 时比磁导G 随中心距α 变化的关系。

关系图,关系图,中心距