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《燕山大学》 2003年
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摆杆活齿传动的优化设计及建模仿真研究

周加龙  
【摘要】:活齿少齿差行星传动是一种用于传递两同轴运动的新型传动。它与一般少齿差渐开线行星传动和摆线针轮传动相比较,省去了W运动输出机构,使传动链明显缩短:克服了一般少齿差行星齿轮传动行星齿轮轴承寿命短的缺点;具有传动比范围广、传动效率高、承载能力强和结构紧凑等优点。摆杆活齿传动与推杆活齿传动相比,运动副之间的摩擦、磨损小,活齿与中心轮之间的压应力小,工作寿命长。与偏心摆动活齿传动相比,具有全滚动的优点,摩擦损失小。这些特征使摆杆活齿传动在工业上具有广阔的应用前景。 本文应用摆杆活齿传动的等效机构,分析了活齿中心轮齿形的综合正解过程,给出了中心轮齿形的计算公式,探讨了摆杆活齿传动的受力分析、推导了作用在活齿上各力的计算公式,分析了活齿中心轮活齿齿形的曲率变化,提出了强度校核方法以及效率计算公式。 研究了新型摆杆活齿传动的优化设计问题。给出了摆杆活齿传动的优化数学模型及优化设计方法。利用外罚函数法,以效率为目标进行了优化求解,分析求解了活齿传动各参数与效率的关系。 利用LISP语言实现了中心轮实体零件的精确建模,并在三维建模软件的基础上,建立了摆杆活齿减速器的虚拟样机,利用仿真方法,实现了摆杆活齿传动的运动状态仿真。 在以有样机设计基础上,运用新观念,新思想,改进设计了摆杆活齿减速器,使之具有更多的优点,更易于这种减速器的市场推广,工程应用。
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