本文選題：超磁致伸縮諧波電機　切入點：嚙合特性　出處：《大連理工大學》2013年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：近年來科學技術(shù)突飛猛進的發(fā)展,尤其是航天技術(shù)及機電一體化技術(shù)對諧波傳動裝置提出越來越高的要求。目前,普通諧波傳動常用的運動傳遞模式一般是電機→減速器→執(zhí)行機構(gòu),各個構(gòu)件相互獨立,軸向尺寸偏大,空間占用較多。因此研究開發(fā)一種集驅(qū)動與諧波傳動于一體的動力單元,對傳動系統(tǒng)的微小型化意義重大,關(guān)鍵是采用何種適宜的機電能量轉(zhuǎn)換耦合媒介。近些年來國內(nèi)外研究人員針對稀土超磁致伸縮材料(GMM)的研究成果及其工程實踐經(jīng)驗為本文的研究提供借鑒經(jīng)驗,我們提出一種超磁致伸縮諧波電機方案,它是基于諧波齒輪傳動原理結(jié)合超磁致伸縮材料的磁致伸縮性能,以諧波齒輪傳動的方式輸出力與力矩,使諧波傳動的特性發(fā)生本質(zhì)改變,形成全新的結(jié)構(gòu)緊湊、慣量低、響應(yīng)快、分辨率高的動力單元。 為了從根本上實現(xiàn)超磁致伸縮諧波電機傳遞力與力矩的功能,本文對該傳動裝置的柔輪變形及其空間齒廓進行了研究,具體研究內(nèi)容如下： (1)超磁致伸縮諧波裝置嚙合特性的研究。在傳統(tǒng)運動學模型基礎(chǔ)之上,針對超磁致伸縮諧波電機輪齒嚙合的特殊性建立了諧波傳動運動學模型,選取漸開線齒廓作為柔輪齒形,通過包絡(luò)法研究其輪齒嚙合特性,并對共軛齒廓的求解過程進行了研究。 (2)超磁致伸縮諧波電機柔輪變形規(guī)律的研究。利用有限元分析軟件編制相關(guān)程序,對有限元接觸模型進行仿真分析,提取了空載條件下受頂桿作用的柔輪內(nèi)壁上的一圈節(jié)點位移,采用傅立葉函數(shù)的數(shù)值方法擬合出柔輪的空載特征曲線；同時,對柔輪齒圈外壁進行了負載仿真分析柔輪的負載變形規(guī)律并得到其負載變形函數(shù)。 (3)超磁致伸縮諧波電機各主要構(gòu)件結(jié)構(gòu)設(shè)計及實體建模。完成諧波裝置主要構(gòu)件的設(shè)計計算,并利用三維設(shè)計軟件的參數(shù)化建模方法建立了它們的實體模型,同時對其進行虛擬裝配實現(xiàn)了諧波裝置的小型集成化。 (4)嚙合仿真及等寬收縮齒的研究討論。根據(jù)擬合出的柔輪特征曲線,求解得到共軛剛輪齒廓,完成了諧波傳動的嚙合仿真,包括運動學仿真、剛輪輪齒相對于柔輪齒的運動軌跡仿真；研究柔輪空間變形錐角對嚙合的影響,據(jù)此對剛輪齒形提出等寬收縮改進措施并對其收縮角取值進行討論。 通過以上的研究,所設(shè)計的超磁致伸縮諧波電機不僅能夠?qū)崿F(xiàn)輸出力和力矩的功能,而且得到一種既消除嚙合過程中的輪齒干涉又避免短軸處脫嚙困難的等寬收縮剛輪齒。結(jié)果表明：所設(shè)計的超磁致伸縮諧波電機達到了預(yù)期的設(shè)計要求。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TM303;TH132.4

【參考文獻】

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本文編號：1639193