新型双曲柄内齿环行星减速器的研究

论文摘要

环式减速器(单环、双环、三环、四环及平衡式减速器等)是一种N型内齿少齿差行星齿轮传动装置,其特点是当输入轴旋转时,行星轮(内齿轮)不是作摆线运动,而是通过一个双曲柄机构(具有两个偏心轴颈的高速轴)引导作圆周平动。该类减速器具有结构简单、传动比大、体积小、承载能力强、传动效率高等一系列优点,但在高速、大功率工况下存在振动大、噪声高、轴承早期磨损等问题,成为亟待解决的关键技术问题。在研究现有环式减速器结构特点、传动原理及存在问题的基础上,提出一种由一级渐开线行星齿轮传动和一级渐开线少齿差行星传动组合而成的新型双曲柄内齿环行星减速器,该减速器具有体积小、传动效率高、承载能力强、运转平稳等特点。对该减速器的传动原理、传动系统受力、功率流及传动效率、承载能力进行理论分析,具有重要的理论价值和实际意义。论文的主要工作和研究结论如下:①提出了一种由一级渐开线行星齿轮传动和一级渐开线少齿差行星传动组合而成的新型双曲柄内齿环行星减速器,对该传动的结构和几何参数进行了设计,计算了各级传动的齿轮参数,对该减速器进行了三维设计,建立各零部件的三维实体模型并进行虚拟装配;②对新型双曲柄内齿环行星减速器进行受力分析,分析了该新型减速器功率流、力矩、传动效率等系统特性问题,给出了传动比、功率流分流、传动效率等系统特性的计算公式,根据设计的样机参数,得出了其传动效率达91.9%的结论;③利用ABAQUS软件建立了新型双曲柄内齿环行星减速器两级传动齿轮副接触有限元模型,采用弹性有限元法对减速器的两级齿轮副进行了接触分析,得出齿面接触等效应力值和实际接触齿对数;④对新型双曲柄内齿环行星减速器两级传动齿轮副进行了齿廓修形,结果表明,修形后的传动齿轮副的承载能力得到了提高。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题的研究目的及意义
• 1.2 环式减速器国内外研究现状
• 1.3 论文的主要研究内容
• 2 新型双曲柄内齿环行星减速器结构设计
• 2.1 引言
• 2.2 新型双曲柄内齿环行星减速器传动原理
• 2.3 新型双曲柄内齿环行星减速器的结构设计
• 2.3.1 分配传动比及确定运动学参数
• 2.3.2 第一级渐开线行星齿轮传动设计
• 2.3.3 第二级渐开线少齿差行星齿轮传动设计
• 2.3.4 传动轴的设计
• 2.4 新型双曲柄内齿环行星减速器的实体模型
• 2.4.1 I-DEAS 几何造型和装配模型概述
• 2.4.2 实体模型
• 2.5 小结
• 3 新型双曲柄内齿环行星减速器传动特性分析
• 3.1 引言
• 3.2 新型双曲柄内齿环行星减速器的传动受力分析
• 3.3 新型双曲柄内齿环行星减速器的传动比计算
• 3.4 新型双曲柄内齿环行星减速器的功率流分析
• 3.4.1 角速度分析
• 3.4.2 力矩分析
• 3.4.3 功率流分析
• 3.5 新型双曲柄内齿环行星减速传动的效率计算
• 3.6 小结
• 4 新型双曲柄内齿环行星减速器齿轮接触分析
• 4.1 引言
• 4.2 三维弹性接触问题有限元分析理论基础
• 4.2.1 接触界面条件
• 4.2.2 三维弹性接触问题有限元求解
• 4.3 ABAQUS 接触功能简介
• 4.4 齿轮副接触应力有限元分析
• 4.4.1 第一级齿轮副接触分析
• 4.4.2 第二级齿轮副接触分析
• 4.5 小结
• 5 新型双曲柄内齿环行星减速器轮齿修形
• 5.1 引言
• 5.2 渐开线齿轮齿廓修形原理
• 5.3 理论渐开线齿廓修形曲线设计
• 5.3.1 齿轮最大修形量及修形长度
• 5.3.2 修形曲线
• 5.4 齿轮副修形分析
• 5.4.1 第一级齿轮副修形分析
• 5.4.2 第二级齿轮副修形分析
• 5.5 小结
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录