非圆齿轮传动及其在筛分机构上的应用

摘要

非圆齿轮作为齿轮中比较特殊的一种，以自身在几何学和运动学上独有的优势可满足特殊机构中所要求的变传动比传动。比如金属切削机床、重型机械设备、轻工类机械、流量计等，都可以考虑使用非圆齿轮来实现。随着科技不断进步，非圆齿轮在设计、制造加工方面变得更加容易实现，所以其应用开始逐渐广泛起来。本文所探讨的基于一种筛分装置上传动所用的椭圆齿轮即为使用最广泛的一种非圆齿轮。
　　本文针对传统垃圾滚筒筛的筛分效率低的缺点提出了在其传动系统中加入一对椭圆齿轮。利用椭圆齿轮的非匀速传动来突破滚筒筛的临界速度。文中首先针对现代都市生活的垃圾现状设计出一套垃圾滚筒筛分装置，介绍了非圆齿轮设计的理论基础，在此基础上针对该筛分装置的传动需要来设计椭圆齿轮副。在设计过程中摒弃了传统的靠大量计算来设计节曲线的方法，而是利用MATLAB和Pro/E联合起来的参数化设计方法完成，从而可以更有效率、更精准的设计出所需要的椭圆齿轮，并实现参数化。最后对该方法设计出的椭圆齿轮副用ADAMS对其进行动力学仿真分析，对椭圆齿轮副施加筛分装置中所要求的驱动力矩和负载，通过对其输出的角速度和轮齿啮合力、啮合频率、消耗电机的功率和理论值进行比较，一方面来验证设计的椭圆齿轮是否可以用在该筛分装置中，另一方面也验证了该方法设计椭圆齿轮的可行性。同时也为今后对椭圆齿轮在筛分装置中的应用进一步的深入研究打下基础。

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第一章.绪论

1.1课题来源

1.2课题背景和意义

1.3国内外研究现状

1.4本文的主要研究内容

第二章.垃圾滚筒筛的设计

2.1城市生活的垃圾现状和处理现状

2.2垃圾滚筒筛的总体设计

2.3本章小结

第三章.非圆齿轮设计理论

3.1非圆齿轮概述

3.2非圆齿轮的节曲线设计

3.3非圆齿轮的齿廓

3.4非圆齿轮的几何参数

3.5本章小结

第四章. 基于MATLAB和Pro/E的椭圆齿轮设计

4.1滚筒筛中对非圆齿轮的应用要求

4.2椭圆齿轮的基本参数

4.3基于MATLAB和Pro/E参数化的椭圆齿轮三维建模

4.4本章小结

第五章. 椭圆齿轮动力学仿真分析

5.1ADAMS简介

5.2椭圆齿轮啮合的仿真原理与计算

5.3椭圆齿轮啮合仿真与分析

5.4本章小结

第六章. 总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文