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三齿轮联动双曲柄四环板式针摆行星传动的研究

孙涛  
【摘要】:双曲柄环板式针摆行星传动是一种新型传动。它是在分析比较以渐开线为齿形的诸种环板式减速器和常规摆线针轮行星传动各自优缺点的基础上创新研制的一种新型摆线针轮行星传动。其具有体积小、重量轻、传动比范围大、传动效率高、传动平稳、结构简单、传递的扭矩和功率较传统摆线针轮行星传动成倍增大等一系列优点。是国内外的首创。 本文在综合考虑满足多齿啮合、运转平稳、诸环板均载等运动学和动力学的要求,以高承载能力、高传动效率、高可靠性和优良动力学性能为目标,设计了三齿轮联动双曲柄四环板式针摆行星传动的总体合理结构。其与传统的摆线针轮行星减速器在传动方式上的区别是:后者针轮是固定的,与之啮合的两片摆线轮做行星运动,而创新结构中是四片针轮做曲线平动带动绕定轴线回转的摆线轮。 基于传统的针摆行星传动受力分析,建立了三齿轮联动双曲柄四环板式针摆行星传动力分析数学模型。计算并校核了主要件的强度及转臂轴承、曲柄轴和输出轴支撑轴承的寿命。分析比较计算结果可看到:此新型传动转臂轴承受力比日本当代最先进的针摆行星传动中的转臂轴承受力减小约一倍,寿命自然得到提高。 依据行星传动效率一般公式推导出双曲柄环板式行星传动的效率公式,并对所研制的三齿轮联动双曲柄四环板式针摆行星传动进行实例计算,为样机的效率试验提供了理论参照。 在准确受力分析的基础上,对三齿轮联动双曲柄四环板式针摆行星传动进行了参数优化设计。优化结果与日本当代最先进的摆线针轮传动作对比分析,得到以下结论:该新型针摆行星传动在同样针齿中心圆直径的条件下,其传递的功率与转矩比日本当代最先进的传统针摆行星传动增大一倍多,达到了预期效果。 针对双曲柄环板式针摆行星传动中的平行四杆机构,运用动力学原理分析了机构中杆长尺寸误差和运动副侧隙等随机变量对连杆铰链总反力的影响,为在设计双曲柄环板式针摆传动时更好地保证各构件的强度、运动 大连铁道学院工学硕士学位论文 的可靠性等提供了一定的理论基础。 采用先进的工程软件Pro尼建立了三齿轮联动双曲柄四环板式针摆行 星传动的三维实体造型。并实现了主要部件(如齿轮)的参数化设计,从 而可以对零部件的几何造型进行实时直接操作,提高了设计效率。


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