二次包络摆线行星传动力学特性研究

论文摘要

课题来源于国家科技支撑计划课题“摆线包络行星精密传动研究”(编号:2006BAF01B08)。精密传动是以高精度传递运动为主要目的的一类机械传动形式,在航空与航天、武器装备、数控机床、机器人、精密机械、印刷包装机械、交通运输机械、医疗器械等领域应用十分广泛,是制造装备业和国防工业极其重要的基础件。二次包络摆线行星传动是一种新型传动形式,是摆线类行星传动领域的重要创新和发展。该传动的啮合副既具有普通摆线针轮行星传动多齿啮合的特性,而且在一定区域,一对轮齿具有双线接触特性,二次包络接触点诱导法曲率趋于零,有利于提高承载能力和改善润滑特性;同时,接触点数增多可充分发挥误差均化效应,提高传动的精度和承载能力。因此,系统深入地开展关于二次包络摆线行星传动的受力分析和强度理论研究,具有重要的理论意义和工程实用价值。论文的主要工作包括以下方面:①在简要介绍二次包络行星传动理论基础上,对二次包络摆线行星传动的啮合特性进行讨论,推导出与力学特性相关的几何参数的计算公式,为二次包络啮合副的力学分析奠定基础。②建立了二次包络摆线啮合副的受力分析方法,并对摆线啮合副啮合齿面的接触强度进行理论研究。③对二次包络摆线行星传动装置采用的新型浮动盘式输出机构进行了受力分析、强度校核及转臂轴承寿命计算,并与销轴式输出机构进行了对比分析。讨论了新型浮动盘式输出机构的联接销轴的受力情况,并应用ANSYS软件对输出机构进行了有限元分析。④根据理论研究的结果,完成了对一套二次包络摆线行星传动装置的设计;运用美国PTC公司的Pro/ENGINEER软件进行实体建模,并参与完成样机试制。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题来源以及研究的意义
• 1.2 精密传动研究现状
• 1.3 摆线行星传动力学特性研究现状
• 1.4 论文的主要研究内容
• 2 二次包络摆线行星传动啮合理论
• 2.1 前言
• 2.2 二次包络行星传动共轭啮合理论
• 2.3 一次包络摆线行星传动理论
• 2.4 二次包络摆线行星传动共轭啮合理论
• 2.4.1 二次包络内齿轮齿廓方程
• 2.4.2 二次包络内齿轮的齿廓曲线分析
• 2.4.3 共轭啮合齿廓的综合曲率半径
• 2.5 小结
• 3 二次包络摆线啮合副的受力分析与强度理论研究
• 3.1 前言
• 3.2 摆线啮合副的受力分析
• 3.2.1 第一接触点处的受力分析
• 3.2.2 第二接触点处的受力分析
• 3.3 二次包络摆线啮合副的强度理论研究
• 3.3.1 摆线啮合副的接触强度计算
• 3.3.2 摆线啮合副啮合齿面接触强度校核实例
• 3.4 小结
• 4 输出机构的受力分析和强度理论研究
• 4.1 前言
• 4.2 两种输出机构的主要结构型式
• 4.2.1 浮动盘式输出机构的主要类型
• 4.2.2 销轴式输出机构的主要类型
• 4.3 浮动盘式输出机构的受力分析
• 4.3.1 简支型浮动盘的分析
• 4.3.2 联接销轴的受力分析
• 4.3.3 销轴式输出机构的受力分析
• 4.3.4 销轴承载能力的比较
• 4.4 转臂轴承的寿命计算
• 4.4.1 转臂轴承的作用力
• 4.4.2 转臂轴承的寿命
• 4.5 简支型浮动盘式输出机构的有限元分析
• 4.5.1 简支型浮动盘式输出机构的计算实例
• 4.5.2 ANSYS 软件的介绍
• 4.5.3 输出机构的有限元分析
• 4.6 小结
• 5 二次包络摆线行星传动装置的设计及样机试制
• 5.1 二次包络摆线行星传动设计实例
• 5.2 二次包络摆线星传动装置的实体建模
• 5.3 样机试制
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录