活齿减速器虚拟样机建模和性能仿真研究

摘要

本文在滚柱活齿传动理论研究的基础上，利用Pro/E和ADAMS软件，对滚柱活齿减速器进行虚拟样机建模和性能仿真，实现了虚拟设计、装配和系统仿真研究。本论文研究的内容主要包括：1)基于齿轮啮合原理，对滚柱活齿传动的工作原理、特点和传动比进行分析，对中心轮齿形进行综合正解，为进一步进行齿廓修形提供了理论基础；2)建立了滚柱活齿减速器虚拟样机模型，完成了虚拟设计和装配；3)完成了Pro/E和ADAMS之间接口文件的安装，成功转换了两者之间的几何模型；4)通过对滚柱活齿传动样机模型进行动力学仿真，探讨了关键部件运动特征及承受的载荷情况，分析了不同工况对系统动力学性能的影响，为今后系统优化及振动、噪声和寿命的分析提供了重要的依据；5)通过仿真对比试验、分析了相同尺寸和结构下滚柱活齿传动和摆动活齿传动两种减速器样机的不同输出和受力情况，并比较了两类活齿传动在设计、性能和制造等方面各自具有的优缺点，为推广活齿的理论发展和实际应用奠定了一定的基础。

目录

文摘

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第1章绪论

1.1活齿传动综述

1.1.1活齿传动

1.1.2活齿传动的发展与研究现状

1.1.3活齿传动的主要结构

1.1.4活齿传动的主要类型

1.1.5活齿传动的特点及应用

1.2虚拟样机技术综述

1.2.1虚拟样机技术的基本概念

1.2.2虚拟样机技术的形成及其在机械工程中的应用

1.3本课题研究的意义和主要内容

1.3.1本课题研究的意义

1.3.2本课题研究的主要内容

1.4本章小结

第2章活齿传动的结构理论及齿形分析

2.1滚柱活齿传动的结构和工作原理

2.2滚柱活齿传动的传动比

2.3滚柱活齿传动的齿形综合

2.4摆动活齿传动的结构和工作原理

2.5摆动活齿传动的传动比和齿形分析

2.6滚柱活齿与摆动活齿齿形公式适用性的探讨

2.7本章小结

第3章滚柱活齿减速器虚拟样机设计

3.1滚柱活齿减速器虚拟样机的结构设计

3.1.1滚柱活齿减速器虚拟样机的基本结构

3.1.2滚柱活齿减速器虚拟样机主要参数设计

3.2滚柱活齿减速器虚拟样机的建模

3.2.1减速器中心轮的实体建模

3.2.2减速器其它零件的实体建模

3.3滚柱活齿减速器的虚拟装配

3.3.1滚柱活齿装配体

3.3.2滚柱活齿减速器总装配体

3.4本章小结

第4章活齿减速器系统运动学分析及动力学仿真

4.1 ADAMS软件介绍

4.1.1 ADAMS软件功能

4.1.2图形用户界面模块(ADAMS/View)

4.1.3求解器模块(ADAMS/Solver)

4.2 Pro/E和ADAMS软件之间的软件接口

4.3动力学仿真计算流程

4.4滚柱活齿减速器机构运动学分析及约束和载荷的施加

4.4.1激波器和活齿架的转动角速度分析

4.4.2滚柱活齿整体运动情况分析

4.4.3 Pro/e与ADAMS之间的模型转换与简化

4.4.4滚柱活齿减速器系统的运动约束定义和载荷施加

4.5滚柱活齿减速器系统动力学仿真及其结果分析

4.5.1滚柱活齿啮合分析

4.5.2输出轴的回转角速度

4.5.3输出轴的回转角加速度

4.5.4滚柱活齿和中心轮接触载荷的变化

4.5.5滚柱活齿和激波器之间接触载荷的变化

4.5.6滚柱活齿和活齿架接触载荷的变化

4.5.7不同载荷工况对系统输出的影响

4.5.8滚柱活齿间隙对系统的影响

4.6本章小结

第5章两种活齿减速器结构及其性能对比

5.1摆动活齿减速器主要零件设计及虚拟装配

5.2摆动活齿减速器动力学仿真

5.2.1摆动活齿减速器结构简化及约束定义

5.2.2摆动活齿减速器载荷和动力设置

5.2.3摆动活齿减速器虚拟样机仿真结果及分析

5.3滚柱活齿减速器与摆动活齿减速器的结构对比

5.4滚柱活齿减速器与摆动活齿减速器的仿真结果对比

5.4.1活齿减速器活齿啮合及承载情况对比

5.4.2活齿减速器输出轴的回转角速度对比

5.4.3改变碰撞条件对活齿减速器输出影响的对比

5.5本章小结

第6章结论与展望

6.1结论

6.2创新点

6.3工作展望

参考文献

致谢