摆线行星精密传动动力学理论研究及仿真

论文摘要

课题来源于国家科技支撑计划“摆线包络行星精密传动研究”(课题编号:2006 BAF01B08),有关该新型传动装置的动力学特性研究是该课题的重要组成部分。传动装置的动力学特性在很大程度上影响着精密传动的性能以及传动系统的稳定性,开展相关研究对于揭示其一般规律、评价和改善传动装置的动力学特性具有重要的理论意义和工程实用价值。本文着重对摆线包络行星精密传动的动力学特性进行理论研究,包括:动力学建模、固有特性分析、虚拟样机的建立、动力学特性有限元分析等。论文的主要内容如下:①在讨论摆线包络行星精密传动结构和特点的基础上,分别针对销轴式和浮动盘式结构建立了动力学模型。②建立了系统动力学微分方程组,给出了求解的方法;依据弹性力学赫兹接触理论,分析接触部分变形量大小,推导了动力学系统中各部分刚度系数、阻尼系数计算公式,并给出了计算实例。③在Solidworks环境下建立了摆线包络行星精密传动装置的三维实体模型,并对实体模型进行装配和爆炸处理,直观地描绘了该传动装置的结构。④建立了摆线包络行星精密传动装置的虚拟样机,运用MSC.Adams软件导入实体模型,对虚拟样机施加约束及载荷,并进行了仿真分析,仿真结果与理论计算吻合良好。⑤在进行理论研究的同时,参与了摆线包络行星精密传动装置样机的设计,制造,装配及实验工作。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 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 摆线传动动力学特性研究现状
• 1.4 论文的主要研究内容
• 2 摆线行星精密传动动力学模型
• 2.1 摆线行星精密传动装置的结构
• 2.1.1 摆线行星精密传动的主要结构
• 2.1.2 摆线精密传动的主要特点
• 2.2 摆线行星精密传动的动力学分析模型
• 2.3 摆线行星精密传动的动力学微分方程组及求解
• 2.3.1 销轴式W 机构摆线精密传动系统动力学微分方程组
• 2.3.2 浮动盘式W 机构摆线精密传动系统动力学微分方程组
• 2.3.3 动力学微分方程组变换
• 2.4 本章小结
• 3 摆线行星精密传动动力学分析
• 3.1 摆线行星精密传动受力特性分析
• 3.1.1 摆线轮与针齿啮合力
• 3.1.2 转臂轴承受力分析
• 3.1.3 W 机构销轴受力分析
• 3.2 摆线行星精密传动动力学系统刚度计算
• 3.2.1 摆线轮与针齿内齿轮啮合刚度
• 3.2.2 转臂轴承刚度计算
• 3.2.3 销轴刚度计算
• 3.2.4 交错滚子轴承刚度计算
• 3.2.5 圆锥滚子轴承刚度计算
• 3.2.6 输入轴扭转刚度计算
• 3.3 实例计算
• 3.3.1 实验样机基本结构
• 3.3.2 实验样机动力学模型
• 3.3.3 各部分刚度计算
• 3.4 小结
• 4 摆线行星精密传动装置虚拟样机仿真
• 4.1 摆线行星精密传动实体模型建立
• 4.1.1 三维实体模型的表示方法
• 4.1.2 摆线行星精密传动装置的几何造型
• 4.2 摆线行星精密传动有限元模型建立
• 4.2.1 摆线行星精密传动装置虚拟样机建立
• 4.2.2 检验摆线行星精密传动虚拟样机模型
• 4.3 摆线行星精密传动虚拟样机动力学分析
• 4.3.1 离散化模型
• 4.3.2 摆线行星精密传动虚拟样机输入输出通道
• 4.3.3 虚拟样机动力学分析
• 4.4 小结
• 5 结论与展望
• 5.1 主要结论
• 5.2 后续研究工作的展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录：
• A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录
• B. 作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目