新型四环板针摆行星传动减速器的动力学分析

发布时间：2020-11-17 13:37

　　 双曲柄四环板式针摆行星传动是一种新型传动。它是在分析比较以渐开线为齿形的诸种环板式减速器和常规摆线针轮行星传动各自优缺点的基础上创新研制的一种新型摆线针轮行星传动。具有体积小、重量轻、传动比范围大、传动效率高、传动平稳、结构简单、承载能力大等诸多优点。由于环板式针摆行星减速器尚处于研究阶段，其设计与制造缺乏可靠的理论依据，对其进行动力学研究，剖析振动机理，提出相应的改进措施，设计具有优良动态性能的行星齿轮装置具有重要的意义。本论文围绕单电机驱动四环板式针摆行星传动系统的动态特性分析这一专题，开展了相关研究。 用集中参数法建立了系统的弹性动力学模型，根据每个构件的不同特性，分别考虑了不同数量的自由度。除考虑了摆线针轮的啮合刚度外，还考虑了轴承刚度这一因素对于系统动力学特性的影响，推导出了系统的动力学方程，对方程进行适当的改造，可得到包含渐开线齿轮啮合刚度、转臂轴承刚度、输入轴轴承刚度、输出轴轴承刚度等因素的动力学方程，用数学分析软件MATLAB编写程序，建立系统微分方程组的数值解法，求解出系统得固有频率，绘制出在不同的质量和刚度条件下各个模态的固有频率变化曲线。 运用现代计算机大型有限元分析软件ANSYS，建立了各个构件的三维实体模型，分别求解出每个构件的固有频率和振型，为进一步分析双曲柄四环板式针摆行星传动的动力学行为，改善其动态特性建立理论分析基础。对整机的各项动态参数进行测试和分析，并和有限元分析结果进行对比，找到影响系统性能的主要因素，并提出下一步的修改参考方案。
【学位单位】：大连交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2006
【中图分类】：TH132.46
【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号表
目录
第一章 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 环板式针摆行星减速器的发展概况
    1.3 四环板针摆行星传动原理及特点
    1.4 齿轮系统动力学研究概况
    1.5 本文的主要研究内容
第二章 四环板针摆行星传动的动力学模型
    2.1 引言
        2.1.1 齿轮系统的分析模型和求解方法
        2.1.2 建立四环板针摆行星传动的振动模型
    2.2 输入轴子结构的动力学模型
    2.3 内齿环板子结构的动力学模型
    2.4 输出轴子结构的动力学模型
    2.5 渐开线齿轮的动力学模型
    2.6 激励分析
    本章小结
第三章 系统各构件的刚度计算
    3.1 质量和转动惯量
    3.2 渐开线齿轮的啮合刚度计算
        3.2.1 变截面悬臂梁法
        3.2.2 渐开线轮齿的接触刚度有限元分析
    3.3 轴承的刚度计算
    3.4 摆线针轮传动的轮齿等效啮合刚度
    3.5 减速器整体的物理参数模型
    3.6 系统阻尼参数的选择
    本章小结
第四章 动力学模型的求解
    4.1 引言
    4.2 动态响应求解方法
        4.2.1 数值积分法
        4.2.2 Ritz方法
        4.2.3 谐波平衡法
        4.2.4 模态叠加法
    4.3 模态叠加法
    4.4 开发环境概述
        4.4.1 MATLAB发展概述
        4.4.2 MATLAB功能特点概述
        4.4.3 MATLAB程序结构
    4.5 计算结果分析
        4.5.1 系统固有频率和模态
        4.5.2 刚度对固有频率和模态的影响
        4.5.3 构件的质量对固有频率和模态的影响
    本章小结
第五章 有限元分析
    5.1 有限元分析基础
        5.1.1 有限元分析的理论基础
        5.1.2 ANSYS基本知识
        5.1.3 有限元分析的一般步骤
        5.1.4 零件固有频率计算
    5.2 模态分析的过程和步骤
    5.3 建立几何模型
    5.4 各个构件的网格划分与振型
        5.4.1 渐开线齿轮的网格划分与振型分析
        5.4.2 输入轴和输出轴的网格划分与振型分析
        5.4.3 环板的网格划分与振型分析
        5.4.4 箱体的网格划分与振型分析
    本章小结
结论与展望
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢

【引证文献】

相关硕士学位论文 前2条

1 孙改焕;环板式针摆行星传动动态特性分析[D];大连交通大学;2007年

2 尤强;多轴摆动减速器的性能分析[D];武汉理工大学;2008年

本文编号：2887562