本文關鍵詞：空間機械臂活齒傳動結構設計與輕量化研究

  更多相關文章： 擺動活齒 傳動性能 有限元方法 仿真 結構輕量化

【摘要】：作為傳遞兩同軸間回轉運動的新型少齒差行星傳動,擺動活齒傳動具有結構緊湊新穎、傳動比大、承載能力強和傳動效率高等優(yōu)點,越來越受到重視。但作為一種新型傳動型式,對其理論研究和實際應用方面尚不完善。本文以應用于機械臂關節(jié)的擺動活齒減速器為研究對象從活齒嚙合、運動學、強度分析、優(yōu)化設計等方面,進行了以下幾方面的工作：(1)根據(jù)空間機械臂減速器傳動比大、質(zhì)量小的技術要求,對活齒減速器的形式進行了分析與選擇,并推導了活齒傳動比計算公式。通過分析比較,確定了大功率、大傳動比雙級擺動活齒傳動的運動方案。(2)根據(jù)變形協(xié)調(diào)條件,建立了擺動活齒傳動的受力分析模型,對各構件作用在活齒上接觸力的解析值進行求解,并對活齒傳動機構進行了運動仿真分析,得出擺動活齒角速度,角加速度周期性變化規(guī)律。中心輪滑動率變化穩(wěn)定但其輪廓不對稱,擺動活齒滑動率變化不穩(wěn)定有突變,故造成擺動活齒過早的磨損膠合進而失效。通過對雙級活齒減速器進行三維實體建模,驗證了各部分之間的裝配關系。(3)中心輪、激波器以及活齒是影響整體結構工作性能的主要部件,根據(jù)設計的活齒傳動結構,建立了有限元模型,在給定工況下,對活齒、中心輪、激波器、柱銷及裝配體進行了應力應變分析,找出工作過程中容易產(chǎn)生失效的部位。(4)對活齒傳動機構中的激波器進行拓撲優(yōu)化分析,求得擺動活齒減速器承載能力和質(zhì)量之間的最優(yōu)關系,以滿足結構輕量化。優(yōu)化前后對比分析可知,總體體積減小了9.95%,重量減少2.03kg。
【關鍵詞】：擺動活齒 傳動性能 有限元方法 仿真 結構輕量化
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V11
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 緒論11-19
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 機械臂減速器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 機械臂減速器國外研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.2 機械臂減速器國內(nèi)研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 存在的問題17-18
• 1.4 課題研究內(nèi)容18-19
• 2 擺動活齒傳動理論基礎19-27
• 2.1 擺動活齒傳動結構組成及運動原理19-20
• 2.2 擺動活齒理論模型20
• 2.3 擺動活齒減速器的傳動效率20-26
• 2.3.1 滑滾摩擦系數(shù)21-22
• 2.3.2 擺動活齒傳動受力分析22-25
• 2.3.3 嚙合效率分析計算25-26
• 2.4 本章小結26-27
• 3 機械臂活齒傳動方案設計27-39
• 3.1 技術參數(shù)27
• 3.2 傳動方案27-38
• 3.2.1 單級活齒傳動方案27-28
• 3.2.2 串聯(lián)式雙級活齒傳動方案28-30
• 3.2.3 封閉式雙級活齒傳動方案30-34
• 3.2.4 功率流分析34-36
• 3.2.5 功率流形式的判定36-37
• 3.2.6 功率流討論及結構形式確定37-38
• 3.3 本章小結38-39
• 4 雙級擺動活齒傳動機構設計39-53
• 4.1 活齒種類選擇及傳動比分配39
• 4.2 傳動參數(shù)的確定39-40
• 4.3 活齒傳動機構正常運行的條件40-45
• 4.3.1 擺動活齒頂切限制40-42
• 4.3.2 中心輪輪廓曲率與曲率半徑42-45
• 4.3.3 柱銷不干涉條件45
• 4.4 擺動活齒減速器裝配45-48
• 4.5 活齒傳動結構運動仿真48-52
• 4.5.1 約束和載荷施加49
• 4.5.2 仿真結果分析49-52
• 4.6 本章小結52-53
• 5 傳動機構強度分析及結構優(yōu)化53-77
• 5.1 活齒傳動結構接觸強度分析53-62
• 5.1.1 活齒與中心輪接觸應力分析53-58
• 5.1.2 活齒與激波器接觸應力分析58-60
• 5.1.3 活齒柱銷的彎曲強度分析60-62
• 5.1.4 擺動活齒傳動結構裝配體強度分析62
• 5.2 活齒結構參數(shù)優(yōu)化62-76
• 5.2.1 擺動活齒模型的確立63-65
• 5.2.2 參數(shù)優(yōu)化結果65-66
• 5.2.3 激波器拓撲優(yōu)化66-69
• 5.2.4 激波器結構方案設計69-72
• 5.2.5 優(yōu)化結果分析72-76
• 5.3 本章小結76-77
• 6 結論與展望77-79
• 6.1 結論77-78
• 6.2 展望78-79
• 參考文獻79-83
• 作者簡歷83-87
• 學位論文數(shù)據(jù)集87

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 黃勁枝;陳賢湘;程時甘;;廣義雙余弦異軸活齒傳動[J];機械工程師;2008年07期

2 田朋;;活齒采油泵設計[J];科協(xié)論壇(下半月);2013年07期

3 李明山;曲繼方;;活齒減速機嚙合效率的研究[J];佳木斯工學院學報;1990年03期

4 欒振輝;活齒泵的理論研究[J];華中理工大學學報;2000年07期

5 梁尚明,徐禮鉅,宋紹富;擺動活齒傳動的嚙合效率分析[J];四川大學學報(工程科學版);2000年05期

6 ;全滾動活齒傳動系列專利技術[J];機械工人.冷加工;2000年01期

7 李瑰賢,楊偉君;滾柱活齒傳動受力分析的研究[J];機械設計與研究;2001年04期

8 李瑰賢,楊偉君,顧曉華;滾柱活齒傳動受力分析的研究[J];機械設計;2002年01期

9 梁尚明,張均富,徐禮鉅,柳忠彬;擺動活齒傳動系統(tǒng)振動的動力學模型[J];振動工程學報;2003年03期

10 安子軍 ,周加龍 ,曲繼方;新型擺桿活齒傳動齒形綜合研究[J];機械傳動;2003年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 欒振輝;張軍;;活齒泵配流結構研究[A];液壓與氣動學術研討會論文集[C];2004年

2 欒振輝;張軍;;活齒泵配流結構研究[A];第三屆全國流體傳動及控制工程學術會議論文集（第三卷）[C];2004年

3 孫建民;鄒慧君;田志斌;;活齒傳動機構演變及創(chuàng)新[A];第十二屆全國機構學學術研討會論文集[C];2000年

4 孫建民;劉文超;羅元文;;活齒傳動的嚙合原理[A];第十一屆全國機構學年會暨首屆青年機構學研討會論文集[C];1998年

5 劉文超;孫建民;王勁青;;新型推桿齒條傳動[A];2003年11省區(qū)市機械工程學會學術會議論文集[C];2003年

6 劉文超;范宜艷;孫建民;;推桿齒條傳動的受力分析與嚙合效率解算[A];湖北省機械工程學會青年分會2006年年會暨第2屆機械學院院長（系主任）會議論文集（上）[C];2006年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 ;剛性可移式諧波齒輪傳動機構[N];國際商報;2003年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 梁永麗;電磁諧波活齒傳動系統(tǒng)輸出力矩及動力學特性研究[D];燕山大學;2015年

2 宜亞麗;擺動活齒傳動性能分析與設計研究[D];燕山大學;2010年

3 任玉波;電磁諧波活齒傳動研究[D];燕山大學;2014年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 何文杰;滾錐齒章動活齒傳動裝置的有限元分析[D];大連交通大學;2015年

2 楊茂坤;擺線活齒傳動齒形研究及仿真[D];燕山大學;2015年

3 楊濤;空間機械臂活齒傳動結構設計與輕量化研究[D];北京交通大學;2016年

4 萬軍;擺動活齒傳動的模糊穩(wěn)健優(yōu)化設計[D];南華大學;2008年

5 張均富;擺動活齒傳動的振動及模糊可靠性設計的研究[D];四川大學;2002年

6 蘇樹朋;三相活齒傳動的理論研究[D];山東大學;2005年

7 馮四平;活齒端面諧波齒輪移動副的運動及受力狀態(tài)的研究[D];武漢理工大學;2005年

8 李華;擺動活齒傳動的設計與二齒差活齒傳動的研究[D];四川大學;2006年

9 高飛;擺桿活齒傳動振動建模與分析[D];燕山大學;2007年

10 周加龍;擺桿活齒傳動的優(yōu)化設計及建模仿真研究[D];燕山大學;2003年

，

本文編號：555338