【摘要】：二齒差擺桿活齒傳動(dòng)中減速與輸出機(jī)構(gòu)的集成實(shí)現(xiàn)了高功率密度,活齒嚙合副的周向均布并聯(lián)組合方式實(shí)現(xiàn)了多齒嚙合,擺桿活齒多局部自由度的引入實(shí)現(xiàn)了純滾動(dòng)接觸,因而具有結(jié)構(gòu)緊湊、減速比大、傳動(dòng)精度高、承載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。而在多設(shè)計(jì)參數(shù)、多約束條件下,該傳動(dòng)的誤差兼具組合性與隨機(jī)性的特性越發(fā)突出,最終將影響裝備執(zhí)行裝置的末端精度,并引起振動(dòng)和噪聲。因此,有必要對二齒差擺桿活齒傳動(dòng)的傳動(dòng)誤差以及基于誤差激勵(lì)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)進(jìn)行研究。以單齒嚙合模型為研究對象,采用速度瞬心法,推導(dǎo)了各嚙合副的瞬時(shí)傳動(dòng)比;基于作用線增量法的基本原理,結(jié)合多齒嚙合特性,構(gòu)建了二齒差擺桿活齒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)誤差模型。通過數(shù)值分析,揭示了各項(xiàng)誤差因素對機(jī)構(gòu)傳動(dòng)誤差的影響權(quán)重和敏感程度。根據(jù)誤差的隨機(jī)分布特性,推導(dǎo)了各項(xiàng)誤差的抽樣公式;在此基礎(chǔ)上,采用蒙特卡洛模擬對傳動(dòng)誤差值進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析,討論了誤差值及初始相位角的隨機(jī)分布特性對傳動(dòng)誤差數(shù)值分布的影響規(guī)律;最后通過實(shí)例探討了精度設(shè)計(jì)方法。利用SolidWorks建立了二齒差擺桿活齒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的三維樣機(jī)模型;采用虛擬樣機(jī)技術(shù),借助Adams運(yùn)動(dòng)仿真驗(yàn)證了樣機(jī)的準(zhǔn)確性;通過對誤差進(jìn)行隨機(jī)抽樣,建立了3組不同精度設(shè)計(jì)方案的虛擬樣機(jī),結(jié)合運(yùn)動(dòng)仿真結(jié)果分析了各虛擬樣機(jī)的傳動(dòng)誤差變化規(guī)律與數(shù)值分布,并驗(yàn)證了精度設(shè)計(jì)方法的正確性。基于彈性小變形假設(shè)和變形協(xié)調(diào)理論,分析了活齒嚙合副受力;借助赫茲接觸理論,得到了嚙合剛度隨激波器轉(zhuǎn)角的變化規(guī)律;結(jié)合誤差因素對嚙合副法向位移的影響,計(jì)算了各嚙合副的動(dòng)態(tài)嚙合力;在此基礎(chǔ)上,根據(jù)集中參數(shù)法建立了計(jì)及剛度激勵(lì)和誤差激勵(lì)的二齒差擺桿活齒傳動(dòng)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)微分方程,應(yīng)用龍格-庫塔法對各隨機(jī)誤差影響下的輸出軸角位移響應(yīng)進(jìn)行了對比分析。本文研究成果為有針對性地提高二齒差擺桿活齒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)精度和動(dòng)態(tài)性能、合理分配各構(gòu)件的加工精度提供了理論參考,有助于提高該傳動(dòng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TH132.41
【圖文】：

現(xiàn)狀動(dòng)的發(fā)展及研究現(xiàn)狀構(gòu)型式最早是由德國學(xué)者于 20 世紀(jì) 30 年車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)中得到成功應(yīng)用，隨后其它各到了 80 年代，更多國家加入研究活齒傳動(dòng)利技術(shù)，發(fā)表了一些學(xué)術(shù)論文。進(jìn)入二十中相當(dāng)活躍的領(lǐng)域。工作盡管在我國起步較晚，但在理論與應(yīng)學(xué)曲繼方教授[6]對擺動(dòng)活齒傳動(dòng)、滾柱(珠、平面滾珠傳動(dòng)等活齒傳動(dòng)的典型結(jié)構(gòu)型體系，為我國活齒傳動(dòng)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)

圖 1-2 一齒差擺桿活齒傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡圖 在二齒差擺桿活齒傳動(dòng)方面，趙純可嚙合原理，推導(dǎo)了二齒差擺桿活齒傳動(dòng)中進(jìn)行了分析。梁尚明等[11]分析不同功率條溫度對二齒差擺桿活齒傳動(dòng)結(jié)構(gòu)模態(tài)的影宜亞麗等運(yùn)用復(fù)數(shù)矢量法，通過設(shè)定對激波器與中心輪齒廓進(jìn)行反向設(shè)計(jì)，建實(shí)現(xiàn)了傳動(dòng)過程的狀態(tài)可控[12]；推導(dǎo)了兩式，并運(yùn)用正交試驗(yàn)法，分析了各設(shè)計(jì)參擺桿活齒傳動(dòng)為研究對象，通過設(shè)定三階復(fù)數(shù)矢量法，推導(dǎo)出中心輪齒廓方程，并力角進(jìn)行了分析[14]。在仿真研究方面，徐毅等[15]將機(jī)電一

進(jìn)行模型自檢，保證模型無干涉，檢查無誤后保存，完成最終裝配，樣機(jī)整體裝配效果如圖4-2 所示。圖 4-2 二齒差擺桿活齒傳動(dòng)樣機(jī)整體模型4.1.2 運(yùn)動(dòng)仿真分析及樣機(jī)模型驗(yàn)證本文采用虛擬樣機(jī)分析軟件 Adams 對所設(shè)計(jì)樣機(jī)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真及驗(yàn)證。為了提高虛擬樣機(jī)仿真的效率，在導(dǎo)入模型前對其進(jìn)行適當(dāng)簡化。由二齒差擺桿活齒傳動(dòng)的傳動(dòng)原理可知，其運(yùn)動(dòng)核心構(gòu)件為激波器、擺桿活齒、中心輪和活齒架，而運(yùn)動(dòng)仿真僅需要這幾個(gè)核心構(gòu)件即可完成，其他構(gòu)件對仿真結(jié)果的影響可忽略不計(jì)。同時(shí)在不計(jì)摩擦的前提下，活齒的轉(zhuǎn)動(dòng)對樣機(jī)的運(yùn)動(dòng)無影響，故將擺桿活齒簡化成一個(gè)構(gòu)件。去掉運(yùn)動(dòng)核心構(gòu)件中不影響仿真結(jié)果的圓角、倒角、銷孔等特征，將軸承用轉(zhuǎn)動(dòng)副代替，簡化后的三維實(shí)體模型保存為 parasolid(*.x_t)格式的文件。將二齒差擺桿活齒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的簡化模型導(dǎo)入 Adams 軟件中，單位制設(shè)置為MMKS，材料設(shè)為 steel。由于樣機(jī)為活齒架固定，激波器輸入，中心輪輸出，為了模擬出真實(shí)運(yùn)動(dòng)情況，定義活齒架和大地為固定約束，定義激波器、中心輪與活齒架之間為轉(zhuǎn)動(dòng)副；每個(gè)擺桿與活齒架在銷孔位置定義轉(zhuǎn)動(dòng)副，活齒與激波器、中心輪之間選用基于 Impact 函數(shù)的接觸。點(diǎn)擊“Motion”為激波器輸入端添加轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)，為了達(dá)到比較理想的仿真效果，定義激波器輸入轉(zhuǎn)速為“7200d*time*step(time,0,0,1,1)”，即輸入轉(zhuǎn)速在 1s 時(shí)間內(nèi)從

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2780910