微小型行星轮双排并联多模数齿轮传动系统设计与均载性能研究

摘要

微小型行星齿轮传动系统作为机器人和其它微型精密机械的传动系统存在传动精度低、承载性能差、载荷分配不均等问题。鉴于此，本课题提出微小型行星轮双排并联多模数齿轮传动系统模型，将传统单排平面均布的行星轮转变成双排空间均布的行星轮，成倍增加的行星轮进行误差补偿，提高传动精度，更多的轮齿进入啮合，载荷被更加均匀分配，改善均载性能;由于微小型行星传动的太阳轮尺寸小、齿数少，在长时间啮合后，轮齿可能会因疲劳而断裂，因此采用多模数设计方案，增强太阳轮的承载能力。
　　本课题研究微小型行星轮双排并联多模数齿轮传动系统传动原理，对微小型行星轮双排并联多模数齿轮传动系统的几何参数进行计算，绘制出该传动系统的三维模型。
　　建立微小型行星轮双排并联多模数齿轮传动系统静力学模型，研究分析各齿轮及行星架的偏心误差对微小型行星轮双排并联多模数齿轮传动系统静态均载系数的影响。
　　基于弹性力学分析法，建立偏心误差对齿轮传动系统轮齿在啮合线方向的弹性形变的关系，推导出传动系统载荷分配系数公式，研究了偏心误差对该传动系统载荷分配系数的影响。
　　建立微小型行星轮双排并联多模数齿轮传动系统与微小型行星轮单排同模数的齿轮传动系统的虚拟样机模型，对比仿真试验结果，分析研究在实际啮合过程中的齿间载荷的分配情况。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．1．1 课题研究背景

1．1．2 存在问题及课题解决方案

1．1．3 课题研究的意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 微小型行星齿轮传动系统研究现状

1．2．2 行星齿轮传动系统均载特性研究现状

1．3 本文的研究内容

2 微小型行星轮双排并联多模数齿轮传动系统设计

2．1 引言

2．2 微小型行星轮双排并联齿轮传动原理

2．3 微小型行星轮双排并联多模数齿轮传动几何参数计算

2．3．1 微小型行星轮双排并联多模数齿轮传动系统多模数齿轮副设计

2．3．2 微小型行星轮双排并联多模数齿轮传动系统齿轮基本参数设计

2．4 微小型行星轮双排并联多模数齿轮传动系统三维模型

2．5 本章小结

3 新型微小型行星齿轮传动系统静态均载特性分析

3．1 引言

3．2 新型微小型行星齿轮传动系统静力学模型

3．3 新型微小型行星齿轮传动系统误差分析

3．3．1 分流级与汇流级传动偏心误差

3．3．2 分流级与汇流级传动内外啮合线上总误差

3．4 分流级与汇流级齿轮副沿啮合线方向的相对位移分析

3．4．1 齿轮中心微位移在啮合线上等效位移

3．4．2 齿轮副在啮合线上等效位移

3．5 新型微小型行星齿轮传动系统静态均载特性分析

3．5．1 新型微小型行星齿轮传动系统齿间载荷分析

3．5．2 新型微小型行星齿轮传动系统静力学方程

3．5．3 新型微小型行星齿轮传动系统静态均载特陛分析

3．6 本章小结

4 基于弹性力学分析法的新型微小型行星齿轮传动系统均载特性分析

4．1 引言

4．2 偏心误差等效弹性形变公式推导

4．2．1 分流级传动偏心误差等效啮合线弹性形变公式推导

4．2．2 汇流级传动偏心误差等效啮合线弹性形变公式推导

4．3 新型微小型行星齿轮传动系统均载系数公式推导

4．3．1 分流级传动实际齿间载荷与理论齿间载荷计算

4．3．2 汇流级传动实际齿间载荷与理论齿问载荷计算

4．3．3 分流级与汇流级传动均载系数公式推导

4．4 新型微小型行星齿轮传动系统均载特性分析

4．4．1 综合偏心误差对分流级传动与汇流级传动均载系数影响分析

4．4．2 单个偏心误差对分流级传动均载系数影响分析

4．4．3 单个偏心误差对汇流级传动均载系数影响分析

4．5 本章小结

5 基于虚拟样机的新型微小型行星齿轮传动系统均载特性分析

5．1 引言

5．2 建立虚拟样机模型

5．2．1 微小型行星轮单排同模数的齿轮传动系统三维模型建立

5．2．2 虚拟样机模型建立

5．2．3 虚拟样机模型约束、运动副、驱动与负载的设置

5．3 虚拟样机仿真试验分析

5．3．1 虚拟样机仿真试验运行

5．3．2 分流级传动齿间载荷对比

5．3．3 汇流级齿问载荷对

5．4 本章小结

6 总结与展望

6．1 论文主要工作与总结

6．2 进一步的工作

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果