【摘要】：本文研究了一種新型無接觸式傳動機構—永磁行星齒輪傳動，與傳統(tǒng)機械式行星齒輪傳動相比，永磁行星齒輪傳動系統(tǒng)具有許多優(yōu)點：不需潤滑和冷卻；降低維修成本，提高穩(wěn)定性；啟動力矩低且具有過載保護功能；工作效率高；沒有磨損和噪聲等。在醫(yī)療器械、化工設備以及食品加工設備等領域有著廣闊的應用前景。 本文介紹了永磁行星齒輪傳動系統(tǒng)的工作原理，進行了傳動系統(tǒng)的參數分析與設計，從同軸條件、鄰接條件、等極距條件、裝配條件幾方面研究了該傳動系統(tǒng)的參數關系。 利用等效電流模型法，推導了磁性齒輪單一輪齒和多輪齒磁感應強度計算公式，在此基礎上，推導了太陽輪與行星輪之間、內齒圈與行星輪之間的轉矩以及機構輸出轉矩的計算公式，分析了磁感應強度隨場點位置參數的變化規(guī)律，以及結構參數對轉矩的影響規(guī)律；研究結果表明：永磁行星齒輪傳動系統(tǒng)的轉矩受磁極對數、輪齒徑向厚度、輪齒軸向厚度、磁齒輪間氣隙以及傳動比等參數影響比較大，合理選擇參數能夠使得該系統(tǒng)結構更加緊湊。 建立了永磁行星齒輪傳動系統(tǒng)的平移-扭轉振動動力學模型及其動力學微分方程，由徑向力和轉矩計算表達式推導了磁性齒輪之間的徑向和切向磁性耦合剛度，在此基礎上，對系統(tǒng)固有頻率和振動模態(tài)進行了研究，完成了該傳動系統(tǒng)各階模態(tài)對系統(tǒng)設計參數的靈敏度公式推導和變化規(guī)律分析；研究發(fā)現：磁極對數、磁性齒輪軸向厚度、磁齒輪之間氣隙以及磁性齒輪徑向間隙對系統(tǒng)模態(tài)的影響較大，行星輪安裝個數大于2時，系統(tǒng)振動模態(tài)包括中心構件扭轉、中心構件平移和行星輪模態(tài)，行星輪安裝個數等于2時不存在行星輪模態(tài)，而是內齒圈模態(tài)和太陽輪模態(tài)。 建立了永磁行星齒輪傳動系統(tǒng)強迫振動的動力學微分方程，對該系統(tǒng)強迫振動時域和頻域響應進行了求解，將外部激勵分為輸入端激勵、輸出端激勵以及同時綜合考慮輸入端和輸出端激勵三種情況，完成了系統(tǒng)強迫振動時域和頻域響應分析，分析了結構和性能參數對系統(tǒng)頻域響應的影響規(guī)律；結果表明：只考慮輸出端激勵時系統(tǒng)各部件動態(tài)位移響應較只考慮輸入端激勵時大，磁感應強度、磁極對數、磁齒輪間的氣隙以及磁齒輪的軸向厚度對各構件的低頻振幅影響比較大，進行結構設計時要合理選擇系統(tǒng)結構參數，避免系統(tǒng)各部件產生較大的振動。 設計了永磁行星齒輪傳動實驗樣機，搭建了實驗平臺，對極限轉矩以及傳動效率進行了測試，將實驗測試數據與理論分析結果進行對比分析，證明了理論計算的正確性以及樣機參數設計的合理性。
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TH132.41

【參考文獻】

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1 王U

本文編號：2763607