【摘要】：電動扳手是一種以電能為動力擰緊高強(qiáng)度螺栓的工具,電動扳手主要應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)安裝等行業(yè)。電動扳手工作過程中是通過內(nèi)部的行星輪系傳動系統(tǒng)進(jìn)行降速和扭矩的傳遞。目前國內(nèi)的電動扳手效率普遍較低,如果安裝預(yù)緊力較大的螺栓,需要更大的電機(jī)和輸入功率,不僅增加了電能的浪費(fèi)而且還增加了電動扳手的重量。本文以高功率密度電動扳手行星輪系傳動系統(tǒng)為研究對象,對其進(jìn)行優(yōu)化分析。電動扳手傳動系統(tǒng)中應(yīng)用最為普遍的為2K-H型行星輪系,對其以體積總和最小和傳動效率最高為優(yōu)化目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化分析。首先對其行星輪系進(jìn)行了動態(tài)特性分析,利用ADAMS軟件對行星輪系傳動過程中的齒輪動態(tài)嚙合力和行星輪系總傳動效率進(jìn)行了仿真,得到了齒輪嚙合過程中的動態(tài)作用力和行星輪系的總傳動效率,為進(jìn)行效率分析提供依據(jù)。電動扳手作為手持工具,機(jī)身重量對操作者會產(chǎn)生較大影響,電動扳手的重量主要集中在機(jī)身的傳動系統(tǒng)上,為了減小其重量,需對電動扳手傳動系統(tǒng)的體積進(jìn)行求解。以往對齒輪體積的計(jì)算比較粗略,忽略了頂隙和齒輪變位對體積的影響,本文在綜合已有研究基礎(chǔ)之上,根據(jù)齒輪頂隙和變位情況建立了新的齒輪體積數(shù)學(xué)模型。電動扳手效率的高低主要取決于行星輪系傳動系統(tǒng)的傳動效率。本文在分析了單對齒輪嚙合效率的基礎(chǔ)上,根據(jù)變位齒輪的嚙合特點(diǎn),建立了單對變位齒輪傳動效率模型,把單對齒輪傳動效率模型引入到了2K-H型行星輪系傳動效率計(jì)算公式中,建立了新的2K-H型行星輪系傳動效率模型。通過推導(dǎo)出的效率計(jì)算公式對電動扳手內(nèi)的行星輪系傳動效率進(jìn)行了求解。通過建立的電動扳手傳動系統(tǒng)的體積和效率的數(shù)學(xué)模型,利用MATLAB對電動扳手行星輪系傳動系統(tǒng)進(jìn)行了多目標(biāo)優(yōu)化。以齒輪各參數(shù)為設(shè)計(jì)變量,以齒輪接觸強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度等條件為約束,以行星輪系總體積最小、效率最高為優(yōu)化目標(biāo),對行星輪系傳動系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化,并對優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。本文完成了對電動扳手行星輪系傳動系統(tǒng)的動力學(xué)仿真、體積數(shù)學(xué)模型的建立、傳動效率數(shù)學(xué)模型的建立、多目標(biāo)優(yōu)化和優(yōu)化結(jié)果的仿真驗(yàn)證。提高了電動扳手的傳動效率,減小了電動扳手的總體的重量,實(shí)現(xiàn)了高功率密度電動扳手傳動系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
【圖文】：

圖 1.1 某型號電動扳手輪傳動的研究不多，沒有比較系統(tǒng)的上已取得一些成果，鑒于這些理論成利用 Solidworks 軟件完成了電動扳手原理及齒輪動力學(xué)理論，建立了行星同的工況，，對齒輪傳動的動力學(xué)特性程，分別對齒輪進(jìn)行了體積和效率數(shù)輪體積和嚙合效率，使齒輪體積和嚙行星輪系的傳動效率進(jìn)行了新的推導(dǎo)后對行星輪系傳動系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化分善電動扳手中行星輪系的傳動系統(tǒng)的導(dǎo)意義和實(shí)用價(jià)值。因此，本課題從

同時(shí)也分析了間隙體積在整個(gè)齒輪體積計(jì)算隙體積的計(jì)算與齒輪整體體積的計(jì)算相結(jié)合，推導(dǎo)出了。齒輪效率的數(shù)學(xué)模型。首先分析了單對齒輪嚙合時(shí)的嚙嚙合和外嚙合兩種情況分別進(jìn)行了分析。得到了一對輪嚙合效率，將瞬時(shí)嚙合效率沿嚙合線進(jìn)行積分，得到了立的單對齒輪傳動效率模型引入到已有的 2K-H 行星輪 2K-H 型行星輪系傳動效率模型。建立的電動扳手傳動系統(tǒng)的體積和效率數(shù)學(xué)模型，利輪系傳動系統(tǒng)進(jìn)行了多目標(biāo)優(yōu)化分析。對設(shè)計(jì)變量、約最后對輸出的優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。的研究內(nèi)容及初步的工作成果進(jìn)行了總結(jié)，并對課題存
【學(xué)位授予單位】：濟(jì)南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TH132.425;TS914.51

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2536879