本文關(guān)鍵詞：高階變性橢圓齒輪CAD系統(tǒng)研究及其運(yùn)動(dòng)學(xué)特性分析

  更多相關(guān)文章： 非圓齒輪 節(jié)曲線 齒廓曲線 二次開發(fā) 運(yùn)動(dòng)特性

【摘要】：本文來(lái)源于國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，研究目的是對(duì)高階多段變性橢圓齒輪的CAD系統(tǒng)進(jìn)行研究與設(shè)計(jì)，同時(shí)使用相關(guān)分析軟件在其運(yùn)動(dòng)學(xué)特性方面進(jìn)行了分析。高階多段變性橢圓齒輪是一種全新的非圓齒輪，它可實(shí)現(xiàn)兩平行軸間預(yù)設(shè)傳動(dòng)比函數(shù)的傳動(dòng)。非圓齒輪綜合了傳統(tǒng)的圓形齒輪和凸輪機(jī)構(gòu)，具有能實(shí)現(xiàn)按給定傳動(dòng)比的變速傳動(dòng)，可以根據(jù)高精度的運(yùn)動(dòng)的要求來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造等優(yōu)點(diǎn)，與其他機(jī)構(gòu)組合還可實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)、振蕩及間歇等各種復(fù)雜運(yùn)動(dòng)。由此可見，非圓齒輪的應(yīng)用前景非常廣闊，，尤其在儀器儀表、紡織機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、工程機(jī)械等場(chǎng)合中具有很大潛力的應(yīng)用前景。但到目前為止，非圓齒輪并沒有被廣泛地運(yùn)用到實(shí)際生活中去，這主要是因?yàn)榉菆A齒輪的外形極其復(fù)雜，沒有規(guī)律可言，從而導(dǎo)致加工困難，設(shè)計(jì)時(shí)間長(zhǎng)，難以量產(chǎn)。但隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)以及數(shù)控技術(shù)的日益增長(zhǎng)，這一現(xiàn)象已經(jīng)得到了改觀而非圓齒輪的特點(diǎn)在于它的節(jié)曲線曲率半徑為變量，回轉(zhuǎn)中心到嚙合節(jié)點(diǎn)的向徑也是變量，因而在一對(duì)非圓齒輪的嚙合過程中，其傳動(dòng)比是變化的。高階變性橢圓齒輪是一種節(jié)曲線方程異常復(fù)雜的齒輪，若用傳統(tǒng)齒輪繪制方法很難能繪制出該齒輪節(jié)曲線及其齒廓線。本文根據(jù)高階多段變性橢圓齒輪的形成原理，開展了如下的主要研究： 首先依據(jù)非圓齒輪嚙合原理及微分幾何等相關(guān)理論，對(duì)高階變性橢圓齒輪的模數(shù)、節(jié)曲線方程、齒廓曲線方程、傳動(dòng)比方程等主要設(shè)計(jì)參數(shù)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了推導(dǎo)，并以此為基礎(chǔ)建立了一種新的適用于任何高階變性橢圓節(jié)曲線的參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有核對(duì)周長(zhǎng)、校核偏心率、通過輸入齒輪相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)自動(dòng)繪制高階多段變性橢圓齒輪副節(jié)曲線等功能；研究非圓齒輪齒廓設(shè)計(jì)方法以及非圓齒輪制造過程，綜合比較各種非圓齒輪齒廓繪制方法，采取了一種最容易掌握、較方便繪制方法，并在此過程中推導(dǎo)了相關(guān)曲線方程；利用相關(guān)仿真分析軟件，討論了偏心率、主動(dòng)輪與從動(dòng)輪的階數(shù)、階數(shù)比以及初始輸入角速度等各種運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)對(duì)其傳動(dòng)比的變化特性、轉(zhuǎn)角的特性及從動(dòng)輪角加速度特性的影響變化關(guān)系；揭示了高階多段變性橢圓齒輪各種影響參數(shù)下的運(yùn)動(dòng)學(xué)變化規(guī)律，從而確定了高階多段變性橢圓齒輪的設(shè)計(jì)原則。本文的研究為高階多段變性橢圓齒輪的相關(guān)的設(shè)計(jì)、制造、分析及實(shí)驗(yàn)等提供了基本的理論及實(shí)驗(yàn)依據(jù)，有利于高階多段變性橢圓齒輪的推廣和應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】：非圓齒輪 節(jié)曲線 齒廓曲線 二次開發(fā) 運(yùn)動(dòng)特性
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH132.41
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-13
• 插圖清單13-14
• 表格清單14-15
• 1. 緒論15-20
• 1.1 課題的研究背景及其研究意義15-16
• 1.2 高階多段變性橢圓齒輪的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀16-18
• 1.3 論文的主要研究?jī)?nèi)容18-20
• 2. 高階變性橢圓齒輪的參數(shù)設(shè)計(jì)20-29
• 2.0 引言20
• 2.1 高階變性橢圓齒輪的節(jié)曲線20-23
• 2.1.1 主動(dòng)輪節(jié)曲線方程20-21
• 2.1.2 從動(dòng)輪節(jié)曲線方程表達(dá)21-23
• 2.2 高階變性橢圓齒輪的傳動(dòng)比23
• 2.3 高階變性橢圓齒輪的角速度23
• 2.4 高階變性橢圓齒輪的曲率半徑23-24
• 2.5 節(jié)曲線的弧長(zhǎng)公式24-25
• 2.6 高階變性橢圓齒輪的壓力角25-26
• 2.7 高階變性橢圓齒輪不根切條件26-27
• 2.8 其他參數(shù)27-28
• 2.9 高階多段變性橢圓齒輪的重合度28
• 2.10 本章小結(jié)28-29
• 3. 高階變性橢圓齒輪的節(jié)曲線參數(shù)化設(shè)計(jì)29-41
• 3.0 引言29
• 3.1 二次開發(fā)及其工具介紹29-32
• 3.1.1 參數(shù)化 CAD 二次開發(fā)30-31
• 3.1.2 Visual Lisp 介紹31-32
• 3.2 繪圖程序的編寫32-37
• 3.2.1 主動(dòng)輪節(jié)曲線繪圖程序33-35
• 3.2.2 從動(dòng)輪節(jié)曲線的繪圖程序35-37
• 3.3 對(duì)話框界面設(shè)計(jì)37-38
• 3.4 驅(qū)動(dòng)程序暨整合三段程序38-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 4. 齒廓曲線的計(jì)算與繪制41-55
• 4.1 高階變性橢圓齒輪平面嚙合理論41-42
• 4.2 高階變性橢圓齒輪的齒廓設(shè)計(jì)方法42-52
• 4.2.1 齒頂與齒根曲線的計(jì)算42-43
• 4.2.2 利用插齒刀范成包絡(luò)法43-46
• 4.2.3 解析法46-49
• 4.2.4 折算齒形法49-52
• 4.2.5 其他方法52
• 4.3 輪齒在節(jié)曲線上的位置52-53
• 4.4 高階變性橢圓齒輪副完整模型示例53-54
• 4.5 本章小結(jié)54-55
• 5. 高階變性橢圓齒輪的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性分析55-68
• 5.0 引言55
• 5.1 ADAMS 介紹55-56
• 5.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)研究56-57
• 5.3 高階變性橢圓齒輪的傳動(dòng)比變化特性57-61
• 5.3.1 偏心率對(duì)傳動(dòng)比的影響關(guān)系57-60
• 5.3.2 傳動(dòng)比的周期性60
• 5.3.3 階數(shù)比 n 對(duì)傳動(dòng)比的影響關(guān)系60-61
• 5.4 高階變性橢圓齒輪的轉(zhuǎn)角變化特性61-63
• 5.4.1 偏心率對(duì)轉(zhuǎn)角特性的影響關(guān)系61-62
• 5.4.2 階數(shù)比對(duì)轉(zhuǎn)角特性的影響關(guān)系62-63
• 5.5 高階變性橢圓齒輪轉(zhuǎn)角加速度的變化規(guī)律63-67
• 5.5.1 偏心率對(duì)角加速度變化規(guī)律的影響64-65
• 5.5.2 階數(shù)比對(duì)從動(dòng)輪角加速度的影響65-66
• 5.5.3 初始輸入角速度對(duì)角加速度的影響關(guān)系66-67
• 5.6 高階變性橢圓齒輪的偏心率變化關(guān)系67
• 5.7 本章小結(jié)67-68
• 6. 總結(jié)與展望68-69
• 參考文獻(xiàn)69-72
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況72-73

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 馬玉坤,賈策,欒延龍,胡治國(guó);ADAMS軟件及其在汽車動(dòng)力學(xué)仿真分析中的應(yīng)用[J];重慶交通學(xué)院學(xué)報(bào);2004年04期

2 高雪強(qiáng);崔振勇;向其興;;非圓齒輪三維造型設(shè)計(jì)系統(tǒng)的開發(fā)[J];工程圖學(xué)學(xué)報(bào);2010年03期

3 武麗梅,魯墨武;非圓齒輪技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用[J];沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào);2000年01期

4 楊世平,張高峰,符煒,胡自化;基于VBA工具開發(fā)橢圓齒輪的實(shí)體建模和仿真加工系統(tǒng)[J];機(jī)床與液壓;2004年05期

5 仲思東;傳感器與微機(jī)技術(shù)在曲率半徑測(cè)量中的應(yīng)用[J];計(jì)量技術(shù);1994年04期

6 譚偉明,梁燕飛,安軍,陳就,宇野義幸;漸開線非圓齒輪的齒廓曲線數(shù)學(xué)模型[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2002年05期

7 林超;侯玉杰;龔海;劉剛;李良軍;;高階變性橢圓錐齒輪傳動(dòng)模式設(shè)計(jì)與分析[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2011年13期

8 張靜,楊宏斌,鄧效忠,梁桂明;我國(guó)錐齒輪技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展動(dòng)向[J];河南科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2003年01期

9 李建剛;吳序堂;李澤湘;;基于插齒數(shù)值計(jì)算模型的非圓齒輪根切分析[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào);2007年06期

10 林超;龔海;侯玉杰;聶玲;曾慶龍;;偏心-高階橢圓錐齒輪副設(shè)計(jì)與傳動(dòng)特性分析[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào);2011年11期

本文編號(hào)：808380