自动调隙摆线针轮行星传动设计研究

论文摘要

摆线针轮行星传动具有承载能力大、传动效率高、重量轻、结构紧凑、体积小等优点。作为行星齿轮传动的一种,其应用前景十分广阔。摆线针轮行星传动和渐开线少齿差行星齿轮传动,同属K-H-V行星齿轮传动,其工作原理和结构基本相同。所不同者,摆线针轮行星传动的行星齿轮的齿廓曲线不是渐开线,而是采用变幅外摆线的内侧等距曲线（其中用短幅外摆线的等距曲线较普遍）;中心轮齿廓与上述曲线共轭的是圆。摆线针轮行星齿轮机构是一种独特的大减速比减速器,其相互啮合的内、外齿轮的齿形分别采用摆线曲线和圆弧曲线。它广泛应用于各种机械传动中。论文针对现有摆线针轮行星传动中啮合间隙不能自动补偿的现状,开展了自动调隙摆线针轮行星传动的新型结构研究,并在结构设计的基础上,对此新型结构进行了动力学仿真,研究了其运动特性。综上,本文取得了以下一些研究成果:①基于摆线针轮行星传动的理论,采用编程实现了摆线轮齿廓的参数化设计,通过运动仿真软件对此软件生成的齿廓进行了仿真验证。②针对普通摆线针轮减速器中摆线轮和针轮啮合间隙不能自动补偿,难于保证精密传动的现状,提出了可自动调隙摆线针轮减速器的创新设计方法,即将摆线轮和针齿套的接触面做成锥形,当传动间隙增大时,锥形针齿套在弹簧预紧力的作用下,可作轴向移动,从而自动补偿间隙,提高传动精度。③建立了自动调隙摆线针轮减速器的三维几何模型,进行了装配验证。④进行了自动调隙摆线针轮减速器的工程设计,计算了传动效率,并绘制了此结构的二维工程图纸。⑤建立了自动调隙摆线针轮行星传动的动力学仿真模型,仿真结果验证了创新摆线针轮减速器的传动性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 摆线针轮行星传动的结构和特点
• 1.2.1 摆线针轮行星传动的结构
• 1.2.2 摆线针轮行星传动的特点
• 1.3 论文的研究目的及意义
• 1.3.1 论文的研究目的
• 1.3.2 论文的研究意义
• 1.4 论文的研究内容
• 2 摆线针轮行星传动运动学分析及其啮合原理
• 2.1 摆线针轮行星传动运动学分析
• 2.1.1 摆线针轮行星传动原理及其传动比计算
• 2.1.2 摆线针轮行星传动的W 机构
• 2.2 摆线针轮啮合原理
• 2.2.1 摆线齿廓的形成
• 2.2.2 摆线针轮行星传动符合齿廓啮合基本定律
• 2.2.3 摆线轮的标准齿形方程式
• 2.2.4 摆线轮的齿廓修正
• 2.2.5 二齿差摆线针轮的啮合原理
• 2.3 本章小结
• 3 摆线轮齿廓参数化设计
• 3.1 摆线轮齿廓参数化设计
• 3.1.1 摆线轮齿廓软件开发
• 3.1.2 摆线轮齿廓生成程序
• 3.2 摆线轮齿廓曲线验证
• 3.3 本章小结
• 4 自动调隙摆线针轮行星传动的结构设计
• 4.1 设计创新的实现
• 4.2 自动调隙摆线轮机构结构设计
• 4.3 输入轴结构设计
• 4.4 输出轴结构设计
• 4.5 锥形啮合面预紧力计算
• 4.6 自动调隙摆线针轮行星传动的三维模型及二维图
• 4.6.1 三维模型的爆炸视图
• 4.6.2 摆线轮减速器的二维图
• 4.7 摆线针轮行星传动的效率计算
• 4.8 本章小结
• 5 自动调隙摆线针轮行星传动动力学分析
• 5.1 ADAMS 仿真的算法
• 5.2 动力学模型
• 5.3 添加约束和载荷
• 5.4 动力学仿真及结果分析
• 5.5 本章小结
• 6 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录: 作者在攻读硕士学位期间发表的论文