空间曲线啮合齿轮增速装置设计

发布时间：2017-04-17 06:19

  本文关键词：空间曲线啮合齿轮增速装置设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：微机电系统(MEMS)是一个新兴的技术领域，它具有能耗低、结构微型化、智能化、功能多样化、灵敏度和工作效率高等优点，，有广泛的应用前景。目前，微机电系统产品是具有高附加值的高科技产品。而微传动机构是微机电系统产品的关键部件，这就使得微机械传动技术的研究成为目前机械领域的研究热点之一。 近年来，华南理工大学研究了一种基于新建立的空间曲线啮合理论的新型传动机构—空间曲线啮合齿轮传动机构。这种新型的微传动机构体积小，传动比大，可实现微小空间内同一平面任意角度交叉轴和平行轴之间的运动和动力传递。本文基于这种新型的微传动机构，针对目前市面上的玩具惯性车所使用的传统齿轮的增速比小、常采用二级或三级传动、结构复杂等问题，设计了一种空间曲线啮合齿轮增速装置，采用单级传动即可实现比较大的增速比，结构非常简单。本文完成的主要内容有： 首先，阐述了空间曲线啮合齿轮增速装置的研究意义，介绍了国内外微机械传动技术和增速装置的研究现状，总结了空间曲线啮合齿轮研究课题组前期的研究成果。 其次，在实际应用的条件下，详细地设计了一个空间曲线啮合齿轮增速装置。计算了传动机构的动力参数；基于空间曲线啮合原理，应用课题组前期的理论研究成果确定主动轮钩杆和从动轮钩杆的曲线方程并获得其曲线形状，并根据空间曲线啮合齿轮的基本参数计算公式确定传动机构的几何尺寸和结构；而后进行了轴和箱体的结构和几何尺寸设计，并建立了增速装置的三维装配模型。 然后，在实体建模和装配的基础上，实现了增速装置的空间曲线啮合齿轮传动机构的运动仿真分析，从而验证了传动机构设计的正确性，能够实现连续稳定的传动。 最后，对空间曲线啮合齿轮增速装置中的关键零部件进行了有限元分析。利用SolidWorks自带的有限元插件SimulationXpress，对主动轮和从动轮的钩杆、主动轴和从动轴分别进行了变形与应力分析，从而验证了设计方案的可靠性。
【关键词】：空间曲线啮合齿轮 增速装置 有限元 动力学分析 仿真
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH132.4
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 课题来源10
• 1.2 本课题的研究意义10-11
• 1.3 微传动和增速装置的国内外研究现状11-13
• 1.4 本文的创新性13
• 1.5 本文研究的主要内容13-15
• 第二章 空间曲线啮合齿轮的基础理论及应用15-27
• 2.1 引言15
• 2.2 空间曲线啮合齿轮的基本设计理论15-23
• 2.3 空间曲线啮合齿轮制造技术的研究23-25
• 2.4 空间曲线啮合齿轮的应用25-26
• 2.5 本章小结26-27
• 第三章 增速装置的机构设计27-40
• 3.1 引言27
• 3.2 传动机构的动力参数27-28
• 3.3 空间曲线啮合齿轮的结构设计28-35
• 3.3.1 空间曲线啮合齿轮的材料选择28
• 3.3.2 空间曲线啮合齿轮的曲线方程及设计参数28-32
• 3.3.3 空间曲线啮合齿轮的钩杆曲线32-34
• 3.3.4 空间曲线啮合齿轮的实体建模34-35
• 3.4 轴的设计35-37
• 3.5 箱体的设计及装配37-39
• 3.6 本章小结39-40
• 第四章 增速装置传动机构的运动仿真40-47
• 4.1 引言40
• 4.2 SolidWorks 软件简介40-41
• 4.3 空间曲线啮合齿轮传动机构的运动学仿真41-46
• 4.3.1 机构软件仿真的过程41-42
• 4.3.2 空间曲线啮合齿轮传动副的结构42-43
• 4.3.3 空间曲线啮合齿轮传动机构的啮合运动43-45
• 4.3.4 机构运动学的仿真结果45-46
• 4.4 本章小结46-47
• 第五章 关键零部件的有限元分析47-59
• 5.1 引言47
• 5.2 有限元简介47-48
• 5.2.1 有限元法47
• 5.2.2 有限元分析软件47-48
• 5.3 关键零部件的有限元分析48-58
• 5.3.1 有限元模型48-49
• 5.3.2 前处理49-50
• 5.3.3 主动钩杆的有限元分析50-52
• 5.3.4 从动钩杆的有限元分析52-54
• 5.3.5 主动轴的有限元分析54-56
• 5.3.6 从动轴的有限元分析56-58
• 5.4 本章小结58-59
• 结论59-61
• 1 本文的主要工作和结论59
• 2 今后研究的方向与展望59-61
• 参考文献61-66
• 致谢66-67
• 附件67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

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本文编号：312633