本文關(guān)鍵詞：新型短幅外擺線齒輪減速器的設(shè)計(jì)研究

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【摘要】：現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)中齒輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用十分廣泛。高端精密機(jī)械系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域如醫(yī)療器械、航空航天、機(jī)器人等迫切需求具有承載能力強(qiáng)、體積小、效率高和傳動(dòng)平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)的微型齒輪減速器。擺線齒廓與漸開線齒廓相比，相同條件下，擺線齒廓不根切齒數(shù)小，滑動(dòng)率小且均勻，更適用于微型齒輪減速器的設(shè)計(jì)。 國內(nèi)外對擺線齒廓的研究，主要集中在擺線齒廓理論、擺線齒廓修形和擺線參數(shù)優(yōu)化等方面，獲得了多種擺線齒廓。本文以現(xiàn)有各類型擺線齒廓為研究對象，對齒廓的綜合性能進(jìn)行評價(jià)，選出最優(yōu)齒廓，完成了減速器傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)；基于嚙合原理，研究擺線修形齒廓在不同等距值情況下，兩齒廓嚙合狀態(tài)；重新建立齒廓曲線方程，擬定齒廓參數(shù)，，完成了齒輪設(shè)計(jì)。 根據(jù)范成加工原理，建立了插齒刀加工擺線齒輪的加工坐標(biāo)系，通過矩陣運(yùn)算得到坐標(biāo)變換矩陣；采用包絡(luò)法與運(yùn)動(dòng)法分別推導(dǎo)出插齒刀齒廓曲面方程，建立了插齒刀齒廓的數(shù)學(xué)模型；利用Matlab實(shí)現(xiàn)了插齒刀齒廓齒面仿真，在此基礎(chǔ)上采用逆向工程設(shè)計(jì)的方法，將仿真齒面上的空間坐標(biāo)點(diǎn)輸出為Pro/E建模所需的數(shù)據(jù)點(diǎn)文件，建立了插齒刀單齒模型及其全齒模型。 進(jìn)行減速器設(shè)計(jì)，重點(diǎn)分析了減速器關(guān)鍵零件行星架。針對行星架所承受的載荷，提出了在考慮不均載情況下受力矯正以及將軸孔中心處的受力轉(zhuǎn)化為均布于軸孔半圓周面上載荷的方法，確定合理網(wǎng)格劃分方式，完成了行星架的靜力分析，并且進(jìn)一步完成了行星架各主要結(jié)構(gòu)參數(shù)對其性能影響的研究，為行星架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)。 針對齒輪齒面的非線性接觸問題，采用有限元法對齒面嚙合接觸狀況進(jìn)行研究，將施加于齒輪的載荷由轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)化為施加于齒輪中心孔節(jié)點(diǎn)處的集中力，獲得齒輪接觸的真實(shí)應(yīng)力場，完成了齒面接觸分析。為避免共振現(xiàn)象的發(fā)生，對轉(zhuǎn)速較高的輸入軸和齒輪進(jìn)行了模態(tài)分析。 完成減速器的虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)，對樣機(jī)進(jìn)行干涉檢查，根據(jù)檢查結(jié)果完善減速器結(jié)構(gòu)；對樣機(jī)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，通過仿真結(jié)果驗(yàn)證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的正確性，最終完成了微型減速器設(shè)計(jì)。
【關(guān)鍵詞】：齒廓性能 插齒刀 齒面仿真 有限元分析 接觸分析 虛擬樣機(jī)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH132.46
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 課題的研究目的與意義9
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展歷史及研究現(xiàn)狀9-15
• 1.2.1 擺線齒廓及齒輪傳動(dòng)發(fā)展歷史9-11
• 1.2.2 擺線齒廓及齒輪傳動(dòng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.3 本課題的主要研究內(nèi)容15-17
• 第2章 擺線齒廓性能評價(jià)與傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)17-35
• 2.1 引言17
• 2.2 擺線齒廓的綜合性能評價(jià)17-22
• 2.3 傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)22-28
• 2.3.1 方案一研究及效率計(jì)算23-26
• 2.3.2 方案二研究及效率計(jì)算26-28
• 2.4 齒廓曲線等距值研究28-34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 第3章 短幅外擺線齒輪插齒刀齒廓設(shè)計(jì)35-47
• 3.1 引言35
• 3.2 插齒加工坐標(biāo)系的建立35-36
• 3.3 插齒刀齒廓模型建立36-43
• 3.3.1 包絡(luò)法建立齒廓模型36-40
• 3.3.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)法建立齒廓模型40-43
• 3.4 插齒刀齒面仿真建模43-46
• 3.5 本章小結(jié)46-47
• 第4章 減速器關(guān)鍵零件有限元分析與虛擬樣機(jī)建造47-71
• 4.1 引言47
• 4.2 行星架有限元分析47-62
• 4.2.1 行星架受力情況分析計(jì)算47-50
• 4.2.2 行星架有限元模型的載荷計(jì)算50-51
• 4.2.3 行星架建模51
• 4.2.4 行星架有限元模型的求解與分析51-55
• 4.2.5 行星架主要參數(shù)對行星架受力及變形的影響55-62
• 4.3 輸入軸模態(tài)分析62-63
• 4.4 齒輪接觸分析及模態(tài)分析63-66
• 4.4.1 齒輪接觸分析63-66
• 4.4.2 齒輪模態(tài)分析66
• 4.5 減速器虛擬樣機(jī)建造與仿真66-69
• 4.5.1 減速器建模與虛擬裝配66-68
• 4.5.2 減速器運(yùn)動(dòng)仿真68-69
• 4.6 本章小結(jié)69-71
• 結(jié)論71-73
• 參考文獻(xiàn)73-78
• 致謝78

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 關(guān)天民,萬朝燕;三片擺線輪新型針擺傳動(dòng)及其受力分析[J];大連鐵道學(xué)院學(xué)報(bào);1999年03期

2 姚文席,譚月勝,張春燕;一種擺線齒輪齒形設(shè)計(jì)方案[J];工具技術(shù);2002年03期

3 趙明晶;宋明義;;擺線圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算[J];光學(xué)機(jī)械;1989年06期

4 于影,于波,陳建新,胡勝海;擺線針輪行星減速器的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2002年04期

5 孫魯涌，慎勵(lì)進(jìn);儀表圓弧齒輪平均滑動(dòng)率的計(jì)算[J];機(jī)電工程;1994年03期

6 張東生;關(guān)天民;;FA針擺傳動(dòng)擺線輪參數(shù)化設(shè)計(jì)[J];機(jī)械傳動(dòng);2006年03期

7 李遠(yuǎn)慶;;沒有針輪的擺線變速機(jī)[J];機(jī)械傳動(dòng);2006年04期

8 李遠(yuǎn)慶;;準(zhǔn)純滾動(dòng)嚙合的泛擺線齒輪傳動(dòng)[J];機(jī)械傳動(dòng);2010年11期

9 劉令濤;焦永和;張春林;;范成法加工內(nèi)平動(dòng)全擺線齒輪分析[J];機(jī)械設(shè)計(jì);2010年04期

10 秦廣樂;朱華;陳曉輝;葉圣偉;;基于ANSYS的采煤機(jī)擺線齒輪的模態(tài)分析[J];煤礦機(jī)械;2011年02期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 蒙運(yùn)紅;2K-H型擺線針輪行星傳動(dòng)性能理論的研究[D];華中科技大學(xué);2007年

2 尚珍;高可靠性行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)技術(shù)及均載研究[D];機(jī)械科學(xué)研究總院;2009年

本文編號：574570