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摆线针轮行星传动销轴式输出机构分析研究

作　者: 张士勇
导　师: 陈小安
学　校: 重庆大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 摆线轮输出机构 ADAMS ABAQUS
分类号: TH132.46
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

摆线针轮行星减速器以其结构紧凑、体积小、重量轻、传动比大、承载能力强、运行平稳、噪声低、传动效率高、工作可靠和使用寿长等优点,广泛使用在各种机械设备中。销轴式输出机构的柱销和柱销套是摆线针轮行星减速器中的关键零部件,其承载能力、工作可靠性和使用寿命直接影响着减速器的性能。虚拟样机作为产品设计的一项新技术,对传统的产品设计方法是一次革命。运用虚拟样机技术,可以通过机械系统运动仿真和有限元分析,在产品设计阶段发现产品设计中的潜在问题,并及时进行修改,这样不仅减少了对于物理样机的依赖,节省成本,缩短产品开发周期,而且可以提高产品性能,增强竞争。为适应国内经济上对高科技领域的需要,尽快提高我国摆线针轮行星传动的技术水平,主要做了以下几个方面的工作:对摆线针轮行星传动的传动原理及啮合原理进行了深入研究,介绍了摆线针轮行星传动的四种输出机构,其中重点介绍了销轴式输出机构。分析了摆线针轮行星传动销轴式输出机构的柱销受力的精确计算方法,以及柱销和柱销套的强度计算方法。运用三维软件UG对摆线轮进行参数化建模,并对摆线针轮行星减速器样机的各个零部件进行建模并装配得到减速器装配图;利用机械系统仿真软件ADAMS建立了减速器的样机运动仿真模型,仿真结果验证了销轴式输出机构的传动性能。运用UG建立了摆线针轮行星减速器样机的简化模型,导入ABAQUS中,通过对简化模型创建材料、定义和赋予截面特性、设置分析过程、进行网格划分、施加边界条件和载荷,得到了减速器样机有限元模型,对输出机构的柱销和柱销套进行了应力分析,得出了有参考价值的结论。

全文目录

中文摘要  3-4
英文摘要  4-7
1 绪论  7-14
  1.1 引言  7-8
  1.2 摆线针轮行星传动的结构和特点  8-9
    1.2.1 摆线针轮行星传动的结构  8-9
    1.2.2 摆线针轮行星传动的特点  9
  1.3 国内外研究现状  9-12
  1.4 本课题的来源及其研究意义和主要内容  12-13
    1.4.1 本论文课题来源  12
    1.4.2 论文的研究意义  12
    1.4.3 本课题的主要内容  12-13
  1.5 本章小结  13-14
2 摆线针轮行星传动原理和输出机构  14-23
  2.1 摆线针轮行星传动原理及其传动比计算  14-16
    2.1.1 摆线针轮行星传动原理  14
    2.1.2 摆线针轮行星传动的传动比计算  14-16
  2.2 摆线针轮行星传动的W 机构  16-22
    2.2.1 平行四边形W 机构  16
    2.2.2 十字滑块式W 机构  16-17
    2.2.3 万向联轴器式W 机构  17-18
    2.2.4 销轴式W 机构  18-22
  2.3 本章小结  22-23
3 销轴式输出机构受力分析及强度计算  23-38
  3.1 销轴式W 机构有关参数和几何尺寸  23
  3.2 销轴式W 机构的柱销（柱销套）作用于摆线轮上的力  23-30
    3.2.1 判断同时传递转矩之柱销数  27-28
    3.2.2 输出机构的柱销(柱销套)作用于摆线轮上的力  28-30
  3.3 销轴式W 机构的柱销的强度计算  30-33
    3.3.1 柱销的弯曲强度计算  30-31
    3.3.2 柱销套与柱销孔的接触强度计算  31-33
  3.4 销轴式 W 机构的效率损失系数ψ _W~H的确定  33-34
  3.5 实例计算  34-36
    3.5.1 输出机构的柱销(柱销套)作用于摆线轮上力的实例计算  34-36
    3.5.2 柱销的弯曲强度实例计算  36
  3.6 本章小结  36-38
4 销轴式输出机构的柱销的动力学仿真  38-51
  4.1 基于UG 的摆线针轮行星减速器三维模型  38-43
    4.1.1 摆线轮的齿形方程式  38-40
    4.1.2 修形摆线轮基于 UG 的参数化建模  40
    4.1.3 摆线针轮行星减速器的三维模型  40-42
    4.1.4 输出机构为销轴式的摆线针轮行星减速器二维装配图  42-43
  4.2 动力学模型  43-46
    4.2.1 建立仿真模型  43-44
    4.2.2 添加约束和载荷  44-46
  4.3 动力学仿真及结果分析  46-50
  4.4 本章小结  50-51
5 销轴式输出机构的柱销有限元分析  51-59
  5.1 有限元软件ABAQUS 简介  51-52
  5.2 摆线针轮行星减速器有限元分析模型的建立  52-55
    5.2.1 三维模型的建立  52
    5.2.2 创建材料与定义和赋予截面特性  52-53
    5.2.3 设置分析过程  53
    5.2.4 模型的网格划分  53-54
    5.2.5 施加边界条件和荷载  54-55
  5.3 有限元分析结果及讨论  55-58
    5.3.1 有限元分析结果  55-57
    5.3.2 有限元分析讨论  57-58
  5.4 本章小结  58-59
6 结论与展望  59-60
致谢  60-61
参考文献  61-64
附录作者在攻读硕士学位期间发表的论文  64

摆线针轮行星传动销轴式输出机构分析研究

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