同轴对转行星减速器传动性能研究

论文摘要

针对水下自动航行器推进系统的减速机构具备特殊的功能需求,以及重量、体积、噪声和温升等性能方面的严格要求,开展了同轴对转传动方案的研究,获得了适合于特殊工况需求的传动方案。基于对传动系统的啮合参数和几何参数设计的基础上,开展了减速器的结构设计与关键零件的有限元分析,为减速器的样机制造提供了参考依据。本论文的主要研究工作及结论如下:①在对诸多传动方案进行分析比较的基础上,采用了以定轴轮系和差动轮系构成的复合轮系传动方案来实现单输入双输出、同轴对转和减速增扭等功能。②基于差动轮系功率流向特征,分析了复合轮系的功率流向规律,由此确定出传动系统不存在循环功率的条件。根据功率流向特征,建立了定轴轮系和差动轮系的功率流之间的比例分配关系模型。③设计了减速器的啮合参数和几何参数,校核了各齿轮副的接触/弯曲疲劳强度,达到了设计要求。④采用有限元分析方法,分析了减速机构的关键零件输出行星架和内齿圈的应力和变形情况。并基于强度理论,表明主要零件在设计上是可靠的。⑤基于水下自动航行器对噪声的严格要求,在设计制造等方面提出了适当措施。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 课题的学术和实用意义
• 1.2 国内外研究现状综述
• 1.3 课题研究内容
• 2 对转行星齿轮传动功率流分析
• 2.1 传动方案比较
• 2.1.1 2自由度差动轮系方案
• 2.1.2 并联驱动方案
• 2.1.3 复合轮系传动方案
• 2.2 差动轮系功率流向特征
• 2.3 对转行星齿轮传动功率流分析
• 2.3.1 太阳轮5为主动件
• 2.3.2 内齿圈3为主动件
• 2.4 小结
• 3 对转行星齿轮传动啮合参数及性能分析
• 3.1 行星变速器几何参数计算
• 3.1.1 配齿计算
• 3.1.2 按接触强度初算中心距和模数
• 3.1.3 啮合参数及几何参数计算
• 3.1.4 装配条件的验算
• 3.2 强度校核
• 3.2.1 差动行星齿轮传动的齿面接触强度的校核计算
• 3.2.2 差动行星齿轮传动的齿根弯曲强度的校核计算
• 3.2.3 定轴齿轮传动的齿面接触强度校核
• 3.2.4 定轴齿轮传动的齿跟弯曲强度校核
• 3.3 小结
• 4 对转行星减速器结构设计与分析
• 4.1 减速器的结构设计
• 4.2 关键零件有限元分析
• 4.2.1 有限元基本知识
• 4.2.2 有限元模型建立
• 4.2.3 有限元分析边界条件
• 4.2.4 有限元分析结果的评价标准
• 4.2.5 有限元分析结果
• 4.3 减速器振动噪声控制方法
• 4.4 减速器的润滑密封设计
• 4.5 小结
• 5 全文总结
• 5.1 论文的主要研究工作及结论
• 5.2 继续研究的方向
• 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
• B. 作者在攻读硕士学位期间申请专利