谐波齿轮传动的运动几何学研究

发布时间：2020-10-24 01:01

　　 本文构造了谐波齿轮传动机构基于运动传递的几何运动学模型和柔轮变 形的假设条件，即：运动过程中将齿圈（薄壁圆环）视为若干个刚体的柔性连 接，即柔轮变形过程中，周向刚度大，径向刚度很小，中性线上任意两点之 间的约束为柔性约束。对空载情况下谐波齿轮传动的运动几何关系进行了较 为系统的研究，给出了谐波齿轮传动的传动比明确定义，为谐波齿轮传动的 柔性共轭理论研究奠定基础，以其为依据，研究了谐波齿轮传动中的几何运 动学、齿形包络及啮合问题。 文中首先在文献[2］［4］的基础上，建立了一种新的谐波齿轮传动的几何运 动学模型，在模型建立时忽略柔轮装配前后的变形，仅按运动传递的原理讨 论其在运动过程中的输出轴端的圆与啮合端椭圆上点的对应关系，使柔轮单 个轮齿的运动规律较传统模型更为清晰明了，有利于对柔轮和刚轮的单齿啮 合问题进行讨论和研究。 根据运动传递原理，定义了谐波齿轮传动中两种相关的瞬时传动比（输 入与输出轴端的传动比和啮合端齿对间的传动比）。研究表明，这两种瞬时传 动比之间的传递关系由柔轮轮齿在波发生器的凸轮曲线上的位置决定，凸轮 波发生器所采用的曲线形状直接影响到啮合端瞬时传动比的变化规律。 依据本文所提出的运动几何学模型，对谐波齿轮传动的单齿啮合情况进 行了较为系统的讨论。证明了柔轮轮齿的瞬时回转中心就是凸轮波发生器所 采用的椭圆曲线的曲率中心，即椭圆曲线的渐缩线：从而提出了谐波齿轮传 动的柔性共轭理论，由此可知，如果谐波齿轮传动中的波发生器所采用的凸 轮曲线确定了，柔轮和刚轮的单齿啮合的理论几何运动规律也就确定了。 依据柔性共轭理论对谐波齿轮的共轭齿形设计进行了初步探索，并以目 前谐波齿轮传动中应用日益广泛的S齿形（实测）柔轮齿形为计算实例。按 柔性共轭理论用包络法求得与其共轭的刚轮齿廓，并对S齿形的形成原理、 连续接触性等问题进行了分析，最后，将一对S齿形齿轮副的啮合情况进行 了仿真。
【学位单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2000
【中图分类】：TH132.43
【文章目录】：
第一章 绪论
    1.1 论文背景
    1.2 文献综述
    1.3 本文的主要工作
第二章 谐波齿轮传动的几何运动学模型
    2.1 柔论的弹性变形与运动传递
    2.2 谐波齿轮传动的原理模型及传动比
    2.3 谐波齿轮传动的坐标变换
    2.4 本章小结
第三章 谐波齿轮传动的柔性共轭定理
    3.1 平面啮合及瞬心与瞬心线
    3.2 谐波齿轮传动的瞬心及瞬心线
    3.3 柔轮轮齿的瞬时回转中心及特性
    3.4 单齿传动的瞬心线及柔性共轭定理
    3.5 本章小结
第四章 谐波齿轮传动的齿形设计及啮合特性
    4.1 谐波齿轮传动的共轭齿形设计
    4.2 谐波齿轮传动的齿形啮合特性
    4.3 本章小结
第五章 结论与展望
致谢
参考文献

【引证文献】

相关期刊论文 前4条

1 刘书海,董慧敏,邹开其;基于运动几何学的谐波齿轮传动双圆弧齿形优化设计[J];大连大学学报;2002年02期

2 阳培,张立勇,王长路,王建敏;谐波齿轮传动技术发展概述[J];机械传动;2005年03期

3 宋志刚;钟健;朱梅;;谐波齿轮传动中纯气动波发生器的可行性研究[J];机械科学与技术;2009年12期

4 罗明;张庆;;基于ABAQUS的谐波齿轮柔轮装配过程的分析[J];机械制造与自动化;2012年01期

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1 阳培;谐波齿轮传动装置及其短筒柔轮分析研究[D];机械科学研究总院;2006年

2 董惠敏;基于柔轮变形函数的谐波齿轮传动运动几何学及其啮合性能研究[D];大连理工大学;2008年

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1 张春懋;齿啮式输出谐波传动柔轮变形函数与齿形研究[D];大连理工大学;2010年

2 毕仲国;谐波齿轮传动关键零件力学特性分析[D];吉林大学;2011年

3 周辉;机电伺服系统中高过载谐波齿轮传动承载特性的研究[D];南京理工大学;2011年

4 张勇;仿人机器人用1/4比例柔轮谐波传动啮合理论与分析[D];哈尔滨工业大学;2011年

5 毛彬彬;STS齿形谐波传动啮合理论与设计研究[D];南京理工大学;2007年

6 赵兴;短筒谐波齿轮传动研究[D];大连理工大学;2009年

7 周卫东;渐开线谐波齿轮传动齿廓参数优化及动态仿真[D];大连理工大学;2008年

8 宋惠军;渐开线谐波齿轮传动啮合参数优化设计及传动误差分析[D];机械科学研究总院;2009年

9 齐书学;谐波传动柔轮结构参数优化与整机动态仿真[D];大连理工大学;2009年

10 陈志;基于变形函数的谐波传动结构参数及性能研究[D];大连理工大学;2012年

本文编号：2853799