【摘要】：調(diào)磁體彎管型相交軸磁齒輪和傳統(tǒng)相交軸磁齒輪相比具有永磁體利用率高、輸出轉(zhuǎn)矩大、傳動(dòng)效率高和轉(zhuǎn)矩密度高等優(yōu)點(diǎn),可廣泛應(yīng)用于車(chē)輛、工程、食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域。本文主要研究了該傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題,為優(yōu)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)提供了理論依據(jù),具體研究?jī)?nèi)容如下:調(diào)磁體彎管型相交軸磁齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的自由振動(dòng)分析。使用Maxwell電磁分析軟件對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真分析,得到了傳動(dòng)系統(tǒng)的磁耦合剛度;提出了該系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)假設(shè),建立了傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型和動(dòng)力學(xué)微分方程組。通過(guò)計(jì)算,得到了傳動(dòng)系統(tǒng)的七階固有頻率和振型,且扭轉(zhuǎn)方向的固有頻率明顯小于支撐方向的固有頻率。隨著典型構(gòu)件的質(zhì)量不斷增大,其相應(yīng)的模態(tài)頻率不斷減小;隨著典型構(gòu)件的剛度不斷增大,其相應(yīng)的模態(tài)頻率不斷增大。調(diào)磁體彎管型相交軸磁齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的強(qiáng)迫振動(dòng)分析。建立了強(qiáng)迫振動(dòng)的動(dòng)力學(xué)微分方程組,對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的強(qiáng)迫振動(dòng)進(jìn)行了時(shí)域分析;用解析法分析了轉(zhuǎn)子上的激勵(lì)頻率分別與傳動(dòng)系統(tǒng)固有頻率接近時(shí)的共振現(xiàn)象;用數(shù)值法對(duì)解析法進(jìn)行了驗(yàn)證。當(dāng)激勵(lì)頻率接近傳動(dòng)系統(tǒng)的某一階固有頻率時(shí),會(huì)發(fā)生明顯的共振現(xiàn)象,且對(duì)應(yīng)階構(gòu)件的振動(dòng)位移變化較大,而其它構(gòu)件的振動(dòng)位移變化較小。調(diào)磁體彎管型相交軸磁齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)振動(dòng)分析。建立了傳動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)振動(dòng)方程組,推導(dǎo)了該傳動(dòng)系統(tǒng)的響應(yīng)公式,利用響應(yīng)公式分析了傳動(dòng)系統(tǒng)的主共振和組合共振現(xiàn)象。當(dāng)傳動(dòng)系統(tǒng)的激勵(lì)頻率接近某一階固有頻率或組合頻率時(shí),系統(tǒng)對(duì)應(yīng)階構(gòu)件的振動(dòng)位移比較大,而其它構(gòu)件的振動(dòng)位移較小。利用調(diào)磁體彎管型相交軸磁齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的樣機(jī)搭建了模態(tài)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),進(jìn)行了模態(tài)試驗(yàn),得到了傳動(dòng)系統(tǒng)的前三階模態(tài)頻率,對(duì)比了測(cè)量結(jié)果與理論分析結(jié)果,分析了誤差產(chǎn)生的原因,驗(yàn)證了理論分析的可行性。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TH132.41
【圖文】：

轉(zhuǎn)子永磁體 2.輸入轉(zhuǎn)子 3.調(diào)磁體 4.輸出轉(zhuǎn)子 5.輸出轉(zhuǎn)子圖 1-1 調(diào)磁體彎管型相交軸磁齒輪三維模型研究現(xiàn)狀輪的研究現(xiàn)狀有噪音低、無(wú)接觸、無(wú)磨損和過(guò)載自我保護(hù)等優(yōu)要是通過(guò)主動(dòng)輪和從動(dòng)輪上的永磁體之間的磁兩大類(lèi)，一類(lèi)是模仿機(jī)械齒輪結(jié)構(gòu)的磁齒輪，另齒輪。主要有內(nèi)嚙合和外嚙合磁齒輪機(jī)構(gòu)、磁齒輪齒條構(gòu)、模仿蝸輪蝸桿的蝸輪蝸桿式磁齒輪機(jī)構(gòu)、模外嚙合磁齒輪首先是由 H. T.Faus[9]在一項(xiàng)專(zhuān)利

如圖1-2 所示，該機(jī)構(gòu)非常類(lèi)似于機(jī)械齒輪，其中徑向充磁的 N 極和 S 極的永磁體依次交替排列代替機(jī)械齒輪的輪齒，通過(guò)永磁體磁場(chǎng)的相互耦合傳遞轉(zhuǎn)矩。然而在傳動(dòng)過(guò)程中只有幾個(gè)永磁體進(jìn)行了耦合，永磁體的利用率很低。齒輪齒條式磁齒輪是一種將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，如圖 1-3 所示，在磁齒輪上徑向充磁的 N 極和 S 極永磁體依次交替呈現(xiàn)圓形排列，磁齒條上徑向充磁的 N 極和 S 極永磁體依次交替呈線(xiàn)狀排列，LangeliersM[10]等人對(duì)磁齒輪齒條的轉(zhuǎn)矩特性做了研究。磁錐齒輪的結(jié)構(gòu)類(lèi)似于機(jī)械錐齒輪機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)是由 G. Muruganandam[11]提出來(lái)的，如圖 1-4 所示

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