针轮输出新型摆线针轮减速器的优化设计及其动力学性能分析

摘要

本论文所涉及的科研项目主要通过对针摆行星传动减速器传动特点和工作原理进行分析，对针轮输出针摆行星传动这种新型传动方式进行分析，以获得其设计理论和方法。主要从针摆行星传动的共同点出发，综合分析传统针摆行星传动、环板式针摆行星传动等现有传动形式的特点，提出针轮输出针摆行星传动形式的设计计算方法，并对该型传动进行具体的样机设计计算和动力学研究。
　　 本文主要从以下几个方面对针轮输出针摆行星传动进行了研究：首先参照传统针摆行星传动基本参数设计计算方法对针轮输出针摆行星传动主要零部件的基本参数进行设计计算，并对传动系统进行受力分析并计算包括转臂轴承和各支撑轴承的载荷大小，完成包括摆线轮、柱销等主要零件强度校核计算和轴承的寿命计算，并编制包括参数优化程序在内的对各型针摆行星减速器均适用的设计计算软件系统；在得到样机主要技术参数的基础上，对样机零部件进行设计计算以确定具体的结构和几何尺寸并结合Pro/E软件特点对各零部件进行三维实体建模，然后根据零件间的相对位置关系对模型进行虚拟装配并形成虚拟装配模型；为分析具体零件的动力学特性，并对整机动态特性进行对比分析，采用ANSYS软件对减速器输入轴和摆线轮进行了模态有限元分析计算并提取零件主要模态参数进行分析；最后，将经Pro/E虚拟装配后的整机实体模型经格式转换，导入到ADAMS软件系统中对整机在额定转速下分别对应于空载和满载条件下的动力学模型进行仿真计算，以认证其传动比关系，并对主要零件在虚拟样机运转过程中表现出了动力学特性进行分析比较，提出提高整机动力学性能[1]的方法和建议。
　　 通过全面系统的分析计算，提出了对针轮输出针摆行星减速器基本参数的设计计算和强度计算的基本方法，并形成了系统的设计计算方法和计算软件。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1选题的背景及意义

1.2工作原理

第二章参数计算及受力分析

2.1摆线行星轮基本参数设计

2.1.1摆线行星轮的参数确定

2.1.2摆线轮形状与几何尺寸设计

2.2摆线轮啮合力分析

2.2.1针齿与摆线轮齿啮合的作用力

2.2.2判断摆线轮与针轮同时啮合齿数的基本原理

2.2.3修形齿形摆线轮与针轮啮合时的受力分析方法

2.3柱销受力分析

2.3.1柱销尺寸的确定

2.3.2柱销受力分析

2.4针轮输出针摆行星传动受力分析

2.4.1数学模型的建立与分析

2.4.2主要件的强度计算

2.4.3实例计算

本章小结

第三章针轮输出针摆行星传动的三维实体建模

3.1 pro/e模型的建立

3.1.1 pro/E简介

3.1.2减速器主要零件建模

3.2模型装配

本章小结

第四章主要零件的模态分析

4.1有限元动力学分析简介

4.1.1有限元分析简介

4.1.2.ANSYS简介

4.1.3模态分析的基本概念

4.2输入轴的模态分析

4.2.1有限元模型及边界条件的建立

4.2.2模态分析结果

4.3摆线轮的模态分析

4.3.1有限元模型及边界条件的建立

4.3.2模态分析结果

本章小结

第五章针轮输出针摆行星传动的动力学分析

5.1仿真模型的建立

5.1.1 ADAMS软件简介

5.1.2运动副关系的确立

5.2动力学分析结果

5.2.1空载条件下主要零件的动力学特性

5.2.2满载条件下的动力学特性

5.3运动仿真动画的生成

本章小结

第六章设计计算软件系统

6.1系统功能简介

6.1.1 Visual Basic软件简介

6.1.2摆线针轮行星传动计算系统结构及功能

6.2程序计算系统

6.2.1主程序界面

6.2.2基本参数设计计算程序

6.2.3传统针摆行星传动计算程序

6.2.4环板式针摆行星传动计算程序

6.2.5针轮输出针摆行星传动计算程序

6.2.6参数优化计算程序

本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致 谢