【摘 要】
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长幅摆线针轮行星传动的工作原理和结构特征与短幅摆线针轮行星传动基本相同。因此,长幅摆线针轮行星传动除了具有短幅摆线针轮行星传动的若干优点外,还有许多自身的特点,考虑到长幅摆线针轮行星传动的巨大开发潜力和研究价值。本论文完成如下工作:基于摆线针轮啮合原理,探讨长幅外摆线形成的两种方法,分析了两种形成法之间的关系;参考摆线针轮行星传动的推导方法,得出长幅摆线针轮行星传动的齿廓啮合基本定律和连续传动的条
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长幅摆线针轮行星传动的工作原理和结构特征与短幅摆线针轮行星传动基本相同。因此,长幅摆线针轮行星传动除了具有短幅摆线针轮行星传动的若干优点外,还有许多自身的特点,考虑到长幅摆线针轮行星传动的巨大开发潜力和研究价值。本论文完成如下工作:基于摆线针轮啮合原理,探讨长幅外摆线形成的两种方法,分析了两种形成法之间的关系;参考摆线针轮行星传动的推导方法,得出长幅摆线针轮行星传动的齿廓啮合基本定律和连续传动的条件,并建立了长幅外摆线齿廓几何参数之间的关系,在此基础上推导出长幅外摆线的齿廓方程式与曲率半径方程式,并用MATLAB软件编写了长幅外摆线啮合的模型程序。基于虚位移原理,开展了对长幅摆线针轮行星传动的受力分析,推导出针齿、柱销、转臂轴承作用在摆线轮上的受力计算公式;并在此基础上,基于赫兹弹形接触理论,讨论长幅摆线针轮行星传动失效形式与设计准则,对摆线轮与针齿进行强度计算以及W机构的强度计算,推导出相关计算公式,最后对转臂轴承的寿命进行了估算。影响长幅摆线针轮行星传动传动质量的主要设计参数是长幅系数、针径系数和齿顶圆半径,基于长幅摆线啮合原理及传动分析计算,借助MATLAB平台编写了长幅摆线针轮机构的传动分析程序,采用5项性能指标评价设计参数对传动质量的影响,给出设计参数的选择建议,并在相同参数下与摆线针轮行星传动的传动质量进行对比分析。为降低加工成本,提高磨削效率,现考虑用圆弧齿形替代理论齿廓作为实际齿廓,基于圆弧替代理论,着重讨论了圆弧齿形替代的可能性及要求,给出了圆弧齿形替代模型,对替代后圆弧齿廓进行设计讨论。最后,借助CAD技术与虚拟样机技术,建立了长幅摆线针轮行星传动的参数化模型。运用ANSYS Workbench对简化模型进行有限元静力学仿真,得到了仿真模型在给定转矩下的变形以及应力分布,并重点对比分析了摆线轮齿间压力、接触应力的仿真结果与理论计算值的关系,该研究为长幅摆线针轮行星传动的啮合特性分析提供了参考。
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