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基于Pro/E与ADAMS的圆柱齿轮减速器的设计研究

秦有福  
【摘要】:减速器是一种常用的传动装置,目前己经广泛应用于生产的各行各业中,但传统的减速器设计己经不能满足企业对减速器的结构和性能的新要求。为了解决减速器的设计周期长,设计成本高等问题,避免传统设计中存在的缺陷,采用虚拟样机技术等现代设计手段来进行减速器的设计。虚拟样机技术是一种崭新的产品开发方法,它是一种基于产品的计算机仿真模型的数字化设计方法。利用虚拟样机技术,可以使产品的设计者、使用者和制造者在产品研制的早期,在虚拟的环境中,直观形象地对虚拟的产品原型进行设计优化、性能测试、制造仿真和使用仿真,这对启迪设计创新、提高设计质量、减少设计错误、加快产品开发周期有重要意义。在我国减速器行业中虚拟样机技术应用还不是很成熟,因此本课题的研究将对先进设计技术在减速器制造行业的应用具有参考意义。 本文借助于虚拟样机技术,在三维建模软件Pro/E (PRO/ENGINEER)、机械动力学仿真软件ADAMS (Automatic Dynamic Analysis Mechanical System)和结构分析模块Pro/MECHANICA集成的基础上,对圆柱齿轮减速器进行了研究,给出了一套设计方法。本论文研究的内容主要包括:1、利用Pro/E软件进行了三维参数化建模和虚拟装配,对齿轮传动系统进行了干涉检查;2、利用机械动力学仿真软件ADAMS对减速器传动系统进行了动力学仿真分析,计算了齿轮接触力,为后续在Pro/MECHANICA中的设计研究提供了边界条件;3、在边界条件的基础上,利用结构分析模块Pro/MECHANICA,对圆柱齿轮减速器的关键零部件——轴,进行了静力学分析、模态分析,校核了其各项性能,在静力学分析的基础上,进行了局部灵敏度分析,找出对轴的性能最敏感的设计参数和进行了全局灵敏度分析,确定最敏感的设计参数的变化范围的合理性,最后,对轴进行了优化设计;4、利用虚拟样机技术对圆柱齿轮减速器进行系统优化设计的理论思想和方法进行了探讨。


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