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行星齿轮传动CAD系统开发及模态分析

季军  
【摘要】:行星齿轮传动与普通定轴齿轮传动相比,具有质量小、体积小、传动比大、承载能力大以及传动平稳和传动效率高等优点,在各工业部门中获得了广泛的应用。但其设计过程比较复杂,而且在有关参数的选择上及其繁琐。为使设计程式化、简单化、参数化,提高设计效率,保证设计质量,进行行星齿轮传动CAD系统开发的研究极为重要。为了防止行星齿轮传动发生共振导致疲劳破坏,要求行星齿轮传动的固有频率远离其激振频率,因此有必要对行星齿轮传动进行模态分析,以获得行星齿轮传动的振动特性。 在深入研究行星齿轮传动基本理论的基础上,采用Visual Basic程序语言,开发了行星齿轮传动CAD系统,能够进行行星齿轮传动的总体设计、主要零部件的尺寸计算以及强度校核,并在三维绘图软件SolidWorks平台上实现了行星齿轮传动系统各个零件的三维参数化建模,并自动完成装配。 为实现齿轮三维精确建模,根据齿轮齿廓曲线的计算方法以及其与加工刀具之间的关系,确定了渐开线和齿根过渡曲线的曲线方程。在此基础上,利用Visual Basic编制出计算齿轮齿廓曲线上各个点的程序,通过二次开发在SolidWorks中建立渐开线直齿齿轮齿廓的精确模型。 通过SolidWorks和有限元分析软件Workbench接口,将行星齿轮传动系统的实体模型导入Workbench,进行行星齿轮传动的有限元模态分析,分别求出了自由模态分析时和约束模态分析时行星齿轮传动系统的固有频率以及各阶频率所对应的振型图,从而反映行星齿轮传动系统可能存在的问题,为行星齿轮传动系统的改进提供了理论依据。


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