圆形活齿行星传动虚拟样机建模及性能仿真研究

圆形活齿行星传动虚拟样机建模及性能仿真研究

西安科技大学硕士学位论文
姓名：刘坤
申请学位级别：硕士
专业：测试计量技术及仪器
指导教师：韩敏

摘  要
摆线针轮行星传动机构，由于其传动比大、体积小、重量轻、承载能力强、效率高、寿命长等鲜明特点，已在各种工业领域中作为一种动力传递装置得到了广泛应用。圆形活齿行星传动作为摆线针轮行星传动中的一种新型行星传动方式，通过用圆柱替代摆线齿形、将星齿与针齿均设计为活齿，从而简化了齿轮的结构和加工。虚拟样机技术作为一种崭新的产品开发方法，同传统的设计方法相比，它不仅可以在实际制造物理样机之前通过虚拟样机来方便地修改设计，缩短产品开发周期，降低成本，而且还可以提高产品性能，增强市场竞争力，加速新技术向新产品的转化。应用虚拟样机技术对圆形活齿行星传动进行系统设计和性能仿真，具有十分重要的意义。
本文在圆形活齿行星传动理论研究的基础上，利用Pro/E和ADAMS软件，分别对摆线针轮行星传动、圆形活齿行星传动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，对圆形活齿行星传动的工作原理、特点和传动比进行分析，介绍了一种圆形活齿齿形替代的方法；（2）运用三维建模软件Pro/E建立了圆形活齿减速器和摆线针轮行星减速器的虚拟样机模型，完成了虚拟设计和装配；（3）完成了从三维建模软件Pro/E到仿真分析软件ADAMS的几何模型转换，通过对圆形活齿行星传动和摆线针轮行星传动的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；（4）通过仿真对比试验、分析了相同尺寸下圆形活齿传动和摆线针轮行星传动两种减速器样机的不同输出和受力情况，并比较了两类行星传动在设计、性能和制造等方面各自具有的优缺点，为圆形活齿行星传动的理论发展、改进和优化奠定了一定的基础。

关 键 词：圆形活齿行星传动；摆线针轮行星传动；虚拟样机；动力学仿真