精密钢球传动啮合副摩擦性能研究

发布时间：2017-04-16 05:19

  本文关键词：精密钢球传动啮合副摩擦性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：精密钢球传动是利用摆线钢球啮合副实现减速和环形槽啮合副实现等速输出的一种精密传动机构，该机构的突出优点是无回差和传动效率高，在航空与航天、数控机床、机器人、精密机械领域应用十分广泛。 在摆线钢球啮合副中，摆线槽截面为V型槽，传动过程中，钢球与摆线槽始终保持为四点接触，由于微滑动会引起滑动摩擦，滑动摩擦经过长时间积累，会导致啮合副中出现磨损间隙以及摩擦热引起的膨胀过盈，进而影响机构传动回差性能和正常啮合，因此本文深入研究了摆线钢球啮合副啮合过程的滚滑特性，详细讨论分析了啮合副的摩擦磨损和摩擦热性能。 从中心盘和行星盘的内外摆线槽的曲线半径公式间相互关系出发，综合考虑曲率半径与摆线槽的凹凸性的关系，推导出钢球与摆线槽不同时刻的啮合位置，进而验证摆线钢球啮合副运动具有周期性，同时利用超静定方法和弹性赫兹理论，求解得到啮合副载荷和应力的计算公式，并绘制出其随啮合位置不同的变化曲线。 根据相对运动原理和转化机构，通过求解啮合副运转过程中弧长差的存在，证明啮合副运转过程为滚滑混合状态，利用啮合副的运动学关系，分析推导出啮合副相对滑动速度和滑动率计算表达式，得到其随啮合位置不同的变化规律，，将UG软件和ADAMS软件相结合，建立了啮合副三维模型，并进行了运动学仿真实验。 推导出摆线钢球啮合副摩擦力矩和磨损量计算方法，分析了不同应力分布下，钢球磨损量的情况，并且在此基础上进一步得到由滑动摩擦引起的摩擦温升的表达式，探讨分析了不同设计参数影响摩擦温升的变化规律。
【关键词】：精密钢球传动 啮合特性 微滑动 摩擦磨损 摩擦温升
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH132.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 研究背景和意义9-10
• 1.2 精密传动机构的发展和研究现状10-12
• 1.2.1 精密传动发展概述10-11
• 1.2.2 精密传动研究现状11-12
• 1.3 传动机构摩擦学的研究现状12-14
• 1.4 课题的来源及主要内容14-15
• 第2章 精密钢球传动啮合副理论基础15-34
• 2.1 精密钢球传动的基本理论15-16
• 2.2 摆线钢球啮合副元素间相对运动分析16-23
• 2.2.1 齿廓啮合特性分析17-21
• 2.2.2 啮合副运动周期性分析21-23
• 2.3 摆线钢球啮合副承载能力分析23-28
• 2.3.1 法向载荷的分析计算23-27
• 2.3.2 轴向载荷的分析计算27-28
• 2.4 摆线钢球啮合副应力分析28-33
• 2.4.1 钢球与行星盘内摆线槽外侧接触应力29-30
• 2.4.2 钢球与行星盘内摆线槽内侧接触应力30-31
• 2.4.3 钢球与中心盘外摆线槽内侧接触应力31-32
• 2.4.4 钢球与中心盘外摆线槽外侧接触应力32-33
• 2.5 本章小结33-34
• 第3章 摆线钢球啮合副滑动特性研究34-51
• 3.1 摆线钢球啮合副摩擦过程分析34-36
• 3.1.1 钢球与接触面间运动状态34-35
• 3.1.2 啮合副钢球摩擦形式35-36
• 3.2 钢球滑动原因36-39
• 3.3 滑动速度和滑动率的分析39-45
• 3.3.1 相对滑动速度的分析39-41
• 3.3.2 相对滑动速度变化规律41-43
• 3.3.3 滑动率分析43-45
• 3.4 摆线钢球啮合副参数化建模和仿真实验45-50
• 3.4.1 UG 三维参数化建模46-48
• 3.4.2 滑动速度仿真实验48-50
• 3.5 本章小结50-51
• 第4章 摆线钢球啮合副摩擦磨损分析51-64
• 4.1 摆线钢球啮合副摩擦力矩分析51-53
• 4.2 摆线钢球啮合副磨损分析53-56
• 4.2.1 摆线钢球啮合副磨损类型53-54
• 4.2.2 摆线钢球啮合副磨损机理54-56
• 4.3 摆线钢球啮合副磨损量计算56-63
• 4.3.1 磨损计算模型56-58
• 4.3.2 摆线钢球啮合副磨损量计算58-59
• 4.3.3 摆线钢球啮合副磨损量测量方法59-63
• 4.4 本章小结63-64
• 第5章 摆线钢球啮合副摩擦温升分析64-74
• 5.1 摆线钢球啮合副摩擦热分析计算64-69
• 5.1.1 摆线钢球啮合副温度主要决定因素64-65
• 5.1.2 摆线钢球啮合副表面温度的计算65-69
• 5.2 设计参数对摆线钢球啮合副表面温升的影响69-73
• 5.2.1 短幅系数 K 对摩擦温升影响69-70
• 5.2.2 滚圆半径r_0 对摩擦温升影响70-71
• 5.2.3 钢球半径r对摩擦温升影响71-72
• 5.2.4 摆线槽槽形角β 对摩擦温升影响72-73
• 5.3 本章小结73-74
• 结论74-75
• 参考文献75-79
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果79-80
• 致谢80-81
• 作者简介81

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 辛洪兵,谢金瑞,何惠阳,张作梅;谐波传动技术及其研究动向[J];北京轻工业学院学报;1999年01期

2 张铁岭,张祖明;表面磨损的类型、机理与测试[J];北京印刷学院学报;1997年01期

3 王淑仁;闫玉涛;殷伟俐;丁津原;;齿轮啮合摩擦疲劳磨损的计算模型[J];东北大学学报(自然科学版);2008年08期

4 龚宪生;刘志强;权威;;滚珠螺旋副中滚珠滑移及自锁效应分析[J];重庆大学学报;2010年12期

5 张鹏;安子军;杨作梅;;摆线钢球行星传动啮合副非线性力学性能研究[J];工程力学;2010年03期

6 徐忠兰;梁胜龙;;凸轮机构磨损计算的数学建模研究[J];硅谷;2010年20期

7 王延忠;周元子;陈聪慧;郭梅;赵兴福;;弹流润滑螺旋锥齿轮热摩擦行为分析[J];航空动力学报;2011年10期

8 周建军;摆线钢球行星传动[J];杭州电子工业学院学报;1996年02期

9 张佑林;李峰;王成刚;胡华;;活齿端面谐波齿轮啮合原理的研究[J];机械设计与研究;2005年06期

10 高雪官，辛一行，王统;齿形参数对齿轮摩擦学性能的影响分析[J];机械设计与研究;1994年03期

  本文关键词：精密钢球传动啮合副摩擦性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：310089