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大扭矩复合齿轮马达瞬态扭矩及实验研究

宋艳亮  
【摘要】:本论文对新型齿轮马达——大扭矩复合齿轮马达从工作原理、结构类型、瞬态扭矩及其脉动、齿轮变位对扭矩特性的影响、瞬态径向力等方面进行分析和研究,对其基础理论进行了系统的论述。 本论文以定轴轮系三惰轮复合齿轮马达为例进行分析研究。三惰轮复合齿轮马达融合齿轮马达原理和轮系传动理论,其结构上巧妙的设计,使得齿轮上所受的瞬态径向合力在理论上是平衡的,克服了普通齿轮马达由于径向力不平衡所带来的一系列问题。另外一个优点是扭矩脉动小。 通过对复合齿轮马达中各齿轮力学特性的分析,推导了作用于各齿轮以及密封块上所受的瞬态径向力公式。分析了复合齿轮马达中内部泄漏,并根据推导公式计算了复合齿轮马达的泄漏量。建立了复合齿轮马达齿轮齿廓曲线的数学方程,为齿轮的三维实体建模和复合齿轮马达的计算机仿真作好了数学基础。 通过对瞬态扭矩及其脉动分析可知:当Z_1=3k_1+1,Z_2=2k_2时,标准制作的定轴轮系三惰轮复合齿轮马达的扭矩脉动最小。为验证和完善复合齿轮马达基础理论、确定其在径向力和扭矩脉动方面的先进性,综合考虑结构、工艺、材料等因素,设计制作了定轴轮系变位三惰轮复合齿轮马达进行实验研究。通过对实验数据的分析得到与理论分析相一致的结论,即复合齿轮马达的扭矩脉动较普通齿轮马达好得多,实验结果可以为今后系列产品研发提供参考资料。


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