摆线针轮减速器参数化CAD/CAE系统的研究与开发

摘要

摆线针轮减速器在工业生产中具有重要的地位，它主要应用于矿山、冶金、化工、国防、起重运输等部门。摆线针轮减速器具有：传动比大、传动平稳、传递效率高、承载能力大、工作可靠、使用寿命长等特点。但是摆线针轮减速器比一般齿轮减速器结构复杂，因此针对摆线针轮减速器的力学分析比较困难，因而在一定程度上阻碍了摆线针轮减速器的推广。本文以摆线针轮减速器参数化CAD/CAE 系统的研究与开发为目标，运用Pro/TOOLKIT和VC++编程对Pro/ENGINEER 进行二次开发，完成了摆线针轮减速器的参数化建模，并进行了有限元分析，取得了如下主要成果： （1）利用Pro/TOOLKIT和VC++编程对Pro/ENGINEER 进行二次开发，完成摆线针轮减速器参数化系统的开发，从而实现对摆线针轮减速器各个零件的参数化设计。本系统可以避免相似零件的重复造型，从而大大缩短了产品设计的时间，具有实用价值和可推广性。 （2）对摆线轮进行受力分析，计算出各个齿上的受力情况，利用ANSYS 有限元分析软件对摆线轮进行有限元分析，得出摆线轮的位移矢量图、形变图、应力图。探讨了如何将Pro/ENGINEER 中的模型导入ANSYS 中，将Pro/ENGINEER和ANSYS 进行无缝连接，这对于复杂机械系统的有限元分析具有实用价值。 （3）对摆线针轮减速器进行可靠性优化设计，列出目标函数以及约束条件，利用MATLAB 编程对摆线针轮减速器的针轮分布圆直径、摆线轮宽度、短幅系数、针齿套外径、转臂轴承外径、柱销直径进行优化。优化以后的摆线针轮减速器承载能力不变,体积更加小，降低了生产的成本。 （4）基于Pro/ENGINEER的二次开发研发的参数化系统，对摆线针轮减速器各个零件进行三维建模，并利用Pro/ENGINEER 对摆线针轮减速器进行装配和运动学分析，定义各个运动副的驱动源，对摆线针轮减速器进行运动学仿真，分析其运动特性。运动学分析可以检测各个零件的尺寸是否合适，装配关系是否正确，从而提高了设计的效率。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

第二章摆线针轮减速器的参数化设计

第三章摆线轮的受力分析及其优化

第四章摆线针轮减速器的运动学分析

第五章结论与展望

参考文献

致谢