【摘要】：橢圓齒輪作為一種特殊的圓齒輪,具有結(jié)構(gòu)緊湊、可以實(shí)現(xiàn)精確的變傳動(dòng)比傳動(dòng)等優(yōu)點(diǎn),被廣泛的應(yīng)用于液壓馬達(dá)、流量儀中,主要用來傳遞位移、速度和動(dòng)力。齒輪連桿機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)周期運(yùn)動(dòng),國內(nèi)外學(xué)者對(duì)其的設(shè)計(jì)、制造和應(yīng)用方面進(jìn)行了大量的研究,但連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)行不平穩(wěn),且安裝精度要求較高,很難適應(yīng)較為復(fù)雜的工作環(huán)境。將橢圓齒輪與連桿機(jī)構(gòu)結(jié)合,可以很好地解決傳動(dòng)不平穩(wěn)的問題,因此提出一種可以實(shí)現(xiàn)周期運(yùn)動(dòng)的橢圓齒輪連桿機(jī)構(gòu)具有重要的意義。本文在分析了橢圓齒輪結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,提出了橢圓齒輪周期運(yùn)動(dòng)的齒輪連桿機(jī)構(gòu),對(duì)其結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行了研究和分析。該機(jī)構(gòu)可以保證工件的位移間距和定位精度具有較高的準(zhǔn)確性,可以在不破壞運(yùn)動(dòng)學(xué)特性以及保持最小壓力角的同時(shí),調(diào)節(jié)滿足設(shè)定定位精度所需的停頓持續(xù)時(shí)間。本文首先對(duì)圓柱齒輪連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行了研究,推導(dǎo)了齒輪連桿的數(shù)學(xué)模型,并對(duì)其實(shí)現(xiàn)最佳運(yùn)動(dòng)特性的條件進(jìn)行了分析,得到了其限制條件。通過對(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué)特性有較大影響的幾何參數(shù)進(jìn)行分析,可以確定其具體的取值范圍,得到所有幾何參數(shù)都會(huì)對(duì)工件的位置與停頓角的大小有影響的結(jié)論。其次,對(duì)橢圓齒輪連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行了研究,建立了不同參數(shù)條件下三種橢圓齒輪模型,對(duì)橢圓齒輪的嚙合特性進(jìn)行了研究,推導(dǎo)出了其嚙合模型,并對(duì)各種參數(shù)條件下橢圓齒輪連桿機(jī)構(gòu)的嚙合特性進(jìn)行了研究。利用編寫的參數(shù)化程序,對(duì)橢圓齒輪連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)特性進(jìn)行了分析,并對(duì)停頓角的調(diào)節(jié)方法和實(shí)現(xiàn)該方法的橢圓齒輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行了分類。最后,對(duì)橢圓齒輪連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析,在Macromedia Flash環(huán)境下建立齒輪連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,進(jìn)一步研究了橢圓齒輪連桿周期運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。通過對(duì)其動(dòng)態(tài)特性的分析,得到了在保證最大壓力角條件下各參數(shù)的具體取值范圍,可以將橢圓齒輪連桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用于自動(dòng)機(jī)雙位置回轉(zhuǎn)給料機(jī)的可調(diào)傳動(dòng)中。本課題的研究結(jié)果表明,橢圓齒輪連桿機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)周期運(yùn)動(dòng),可以為后續(xù)橢圓齒輪的應(yīng)用提供一定的參考依據(jù)。
【圖文】：

頓持續(xù)時(shí)間。1.2.1 工作機(jī)件精準(zhǔn)停頓的周期運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)周期運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中，應(yīng)用最廣泛的是棘輪機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如圖1.1所示。圖 1.1 棘輪機(jī)構(gòu)示意圖1-棘輪；2-制動(dòng)器；3-卡爪；4-制動(dòng)爪；5-傳動(dòng)桿如圖1.1所示，棘輪機(jī)構(gòu)在工作時(shí)，制動(dòng)爪4與輸出棘輪1固定在傳動(dòng)桿5上，且制動(dòng)爪4與輸出棘輪1的連接是間斷的，這就導(dǎo)致傳動(dòng)桿5停頓或反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，與棘輪1緊密相連的工作盤在慣性的作用下做間歇運(yùn)動(dòng)[25]。為了彌補(bǔ)這一缺陷，需要在工作盤上安裝制動(dòng)器2和固定器，并使其一直處于工作狀態(tài)，但這會(huì)使得負(fù)載機(jī)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)變得更加復(fù)雜，并無法保證轉(zhuǎn)動(dòng)精度[26]。當(dāng)制動(dòng)器處于永久封閉狀態(tài)時(shí)

4與棘輪機(jī)構(gòu)相比，單向離合器可以更加高效運(yùn)行，并且運(yùn)行的更加平穩(wěn)，運(yùn)行速度更快，單向離合器如圖1.2所示。單向離合器在集成棘輪機(jī)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)也存在其缺點(diǎn)，單向離合器機(jī)構(gòu)比棘輪機(jī)構(gòu)制造起來更復(fù)雜，并且在對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)安裝時(shí)必須預(yù)先考慮負(fù)載機(jī)構(gòu)輸出機(jī)件的制動(dòng)機(jī)構(gòu)和固定機(jī)構(gòu)[27]。廣泛使用的周期運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)還有馬耳他機(jī)構(gòu)，，如圖1.3所示。馬耳他機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過程中存在較大的缺陷，當(dāng)輸出主動(dòng)件停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，主動(dòng)件螺栓的大轉(zhuǎn)角會(huì)導(dǎo)致機(jī)構(gòu)的生產(chǎn)效率降低；另外十字輪間歇性的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)對(duì)十字輪產(chǎn)生附加的動(dòng)負(fù)荷，并且由于不可避免的誤差和安裝的不精確性，會(huì)產(chǎn)生顫動(dòng)、噪音和強(qiáng)度磨損[28]。相比棘輪機(jī)構(gòu)而言，馬耳他機(jī)構(gòu)的加工制造更加復(fù)雜，有些情況下需要使用固定器。圖 1.2 單向離合器示意圖1-外圈；2-內(nèi)圈；3-接觸體圖 1.3 馬耳他機(jī)構(gòu)示意圖1-連桿；2-圓銷；3-滑槽；4-從動(dòng)槽輪圖1.4所示為凸輪半螺旋機(jī)構(gòu)，它主要由半圓蝸桿1、工作盤2以及半圓盤固定器3組成。
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TH112

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本文編號(hào)：2705702