基于Romax Designer的电动阀门执行器少齿差行星齿轮传动设计与分析研究

摘要

渐开线少齿差行星齿轮传动具有传动比大、结构紧凑、传动效率高、承载能力强等优点，在实际工业和生产中广泛应用。少齿差行星齿轮的设计计算并没有统一的标准，出现了结合各种设计方法和虚拟技术的少齿差行星齿轮结构设计和分析。
　　本文以电动阀门执行器的少齿差行星传动系统为对象，设计和计算其内啮合齿轮副，并在Romax Designer虚拟平台上对其进行静力学和动力学分析研究。主要内容和结论如下:
　　(1)选择合适的齿差数、齿顶高系数及变位系数。设计、计算两对内啮合齿轮副的参数。对内啮合齿轮副进行重合度及项隙校核、干涉检验，所设计的齿轮副重合度和顶隙均满足要求，不产生齿廓重叠干涉和过渡曲线干涉，只发生径向装入干涉。因此行星齿轮只能沿轴向装入。
　　(2)在Romax Designer中建立少齿差行星传动的三维模型。建模时搭建行星架对行星齿轮定位，利用行星架和行星齿轮轴的偏置来实现行星轮和内齿轮的偏心位置关系。为后续静力学分析和动力学分析奠定了基础。
　　(3)通过系统静力学分析，校核了轴、轴承及齿轮的强度、预测了轴承的使用寿命，验证了设计的安全性。
　　(4)通过对系统的动力学分析，输出了系统的传动误差和齿面受载结果。对行星齿轮进行了齿向鼓形修形和斜度修形的综合修形措施。对比修形前后的传动误差和齿面受载结果，修形后传动误差有所减小，齿面最大法向载荷和最大接触应力有明显减小，且齿面载荷分布更均匀。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 论文选题背景

1．2 国内外研究现状

1．2．1 少齿差内啮合齿轮副设计研究现状

1．2．2 静力学和动力学分析的研究现状

1．2．3 齿轮修形的研究现状

1．3 本文内容

1．4 本章小结

第二章 传动系统设计与计算

2．1 少齿差行星传动方案设计

2．2 齿轮传动的参数设计和计算

2．2．1 电机选型

2．2．2 内啮合齿轮副齿数计算

2．2．3 齿顶高系数、变位系数选择

2．2．4 内啮合齿轮副基本参数计算

2．3 内啮合齿轮副重合度校核及干涉检验

2．3．1 重合度校核

2．3．2 齿廓重叠干涉检验

2．3．3 过渡曲线干涉检验

2．3．4 径向装入干涉检验

2．3．5 顶隙校核

2．4 本章小结

第三章 基于Romax Designer的传动系统建模

3．1 建立两内啮合齿轮副三维模型

3．2 传动系统装配模型

3．2．1 行星齿轮轴装配件建模

3．2．2 行星齿轮轮毂装配件建模

3．2．3 行星架装配件建模

3．2．4 内齿轮轮毂装配建模

3．3 各装配件定位

3．4 功率载荷添加

3．5 本章小结

第四章 传动系统静力学仿真及分析

4．1 轴静强度校核

4．1．1 行星齿轮轴静强度校核

4．1．2 行星齿轮轮毂静强度校核

4．2 轴承寿命校核

4．3 轴承内部应力分析

4．5 齿轮强度校核

4．4 本章小结

第五章 传动系统动力学分析

5．1 传动误差分析

5．2 接触应力分析

5．3 齿轮微观修形优化

5．3．1 齿向修形原理

5．3．2 齿向修形量确定

5．3．3 修形后动力学分析

5．4 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 工作总结

6．2 未来研究方向

致谢

参考文献

作者在攻读硕士研究生期间发表的论文