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                减速机网 孙瑜 博士——微小型正弦活∑ 齿减速器的研制 减速机网
                来源:减速机信息网    时间:2007-7-19 14:13:12  责任编辑:wangtao  

                微小型正弦活齿减速器的研究

                 

                博士研究生:孙瑜

                 

                导师:李瑰贤  教授

                 

                申请学位:工学博士

                 

                学科、专业“机械设计及理论

                 

                所在单位:机械工程学院

                 

                答辩日期:2004年8月

                 

                授予学位单♀位:哈尔滨工业大学

                 

                摘要

                随着科技高速发展,减速器技术逐步向小型化、高速化、低噪声、高可靠度的方∴向发展,微小型减速器在国防及工业生产中越来越得到广泛的应用。本文为适应这√一发展趋势开发出可应用在航空航天等领域的微小型圆柱正弦活齿№减速器。该减速器具有重量轻、体积小、结构简单紧凑、传动╱效率高、润■滑性能好、能自锁等优点,在国防、冶金矿山、石油化工、汽车等生产部门有着广阔的应用〗前景。而目前在臉色微微發白我国,圆柱正弦活齿传动作为一种新型传动形式,在理论研究及实际应用方面均未见报道,本文从空间啮】合理论、运动学、可靠性理论、动力学及加工制造方面对其进行一系列系统、深入的運氣了理论研究。
                本文首︾先在圆柱正弦活齿传动结构及传动特点研究的基础上,根据空间啮合理论建立主动轴及壳体空间正弦滚道的齿廓方程,并进行了齿廓仿々真;对单个活齿进行受力分析,基于变形协调█条件,建立圆↑柱正弦活齿传动的空间力学模型;计算出正弦滚道与活那兩條小龍自爆齿接触点处主曲率,并分析其ㄨ分布规律;研究活我們三個都要受傷齿空间运动状态,给出共扼齿廓间滑动率的计算公式,且定性←分析了活齿传动各结构参数变化对滑动率的影响。
                对圆柱正弦※活齿减速器进行模糊可︼靠性研究。将应力和强度分◆别视为随机变量和模糊变量,对该传动进行接触强度的模糊直接把整片山丘都炸可靠性研究;建立减速器的故障树并进行定性和定量分析;将模糊数学引入⌒圆柱正弦活齿减速器的故障树分析中,根据模糊数的运算法则及模糊算子ANDOR得到了顶事件模糊概率的计算公式;采用Monte-Carlo方法对减速器进好行可靠性数字仿真,从而得到减速器的寿命分布、各★基本部件模式重要度及其它可靠性指标。
                对圆柱正弦活齿传动进行动力学研究。利用拉格朗日方程建立∞圆柱正弦活齿减速器系统扭振的数学模型,得到了该减速器的固有频率、主振型、模态柔度和势能分布率等动态特性ㄨ参数。找出结构中影☉响系统动态特性的薄弱环节,为你信不信进一步改进结构,使之具有良好的动态特性提供理论依据;利用三维实体建冷光一頓模软件Pro/E建立样机的三维实体模型;应用有限元方法和大型有限元分↘析软件ANSYS对减速器的关键传动件进行模态分析。
                对该减速器进行了多目标优化设计。综合考虑圆柱正弦活齿减速器∩的外型尺寸、共扼齿沉聲說道廓间的滑动率、接触强度的可靠性及动态特性等结构及性能要求,对其进行多目标优化设计。利用神经网络模型强大的非线性映射功能,建立了ζ动态目标函数;同时考虑强度金色爪子、刚度∞及几何等约束条件,应用灰色ω 聚类分析方法对圆柱正弦活齿减速器进行多目标动态优化设计,得到了该减速器动〇态优化设计的最满意解,较传统优化的满意解相』比,使问题得到进一步优化。

                根据优化得到的最满意解,确定样机的结构参数并绘制全套设计图;提出在小 不凡半径内圆柱面上加工空间正弦滚道的方法,设计并加工出非嗤标CBN球头磨具,并与哈尔滨建成集团合作,加工㊣ 制造一台样机。通过对样样试验研究,证明其传♀动比稳定、传动效率局。

                关键词圆柱正弦活齿减速器;空间啮合特①性;模糊可靠性;扭振动力学;多目标优化设计

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