發(fā)布時間：2020-03-22 04:22

【摘要】：本課題面向工業(yè)機器人等精密裝備對高精度、低振動精密傳動裝置的現實需求,以擺線鋼球傳動為典型,通過揭示該傳動的動力學行為,明析動態(tài)精度與動態(tài)特性的內在聯(lián)系。相關研究有助于建立擺線鋼球傳動系統(tǒng)動態(tài)精度的評價體系,以及形成評價方法,從而為系統(tǒng)動態(tài)精度的控制策略提供指導。同時,預期研究成果可為類似精密齒輪傳動的設計與制造提供參考,因此也具有重要的工程應用價值。論文針對擺線鋼球傳動系統(tǒng)動力學問題展開研究,包括系統(tǒng)的集中剛度建模方法、固有特性、動力穩(wěn)定性和非線性振動特性。論文主要研究內容如下:首先,介紹了擺線鋼球傳動的基本結構與工作原理。分別對擺線鋼球嚙合副和十字鋼球嚙合副進行了受力分析,并提出集中剛度建模思想。分別推導出單個擺線鋼球嚙合副和單個十字鋼球嚙合副的嚙合剛度,分別建立了擺線鋼球嚙合副和十字鋼球嚙合副的集中剛度模型,并進行了簡單分析。其次,對系統(tǒng)基本參數進行了計算。綜合考慮平均嚙合剛度、軸承支撐剛度等因素,建立了擺線鋼球傳動系統(tǒng)的7自由度平移-扭轉耦合動力學模型,并基于牛頓第二定律推導出系統(tǒng)的線性動力學微分方程。通過求解特征值問題,得到系統(tǒng)的固有頻率與主振型,對主陣型進行了分析。采用控制變量法,分析了主要參數對系統(tǒng)固有頻率的影響,繪制出相應的頻率變化曲線。接著,對時變嚙合剛度及嚙合誤差進行了分析。綜合考慮時變嚙合剛度、阻尼和嚙合誤差等因素,推導出擺線鋼球傳動系統(tǒng)非線性微分方程。介紹了動力學方程解耦的基本知識,接著利用正則模態(tài)矩陣對系統(tǒng)動力學方程進行了解耦,得到正則模態(tài)方程�；诙喑叨确ㄇ蠼饬讼到y(tǒng)的動力穩(wěn)定性,計算出系統(tǒng)組合共振頻率,并得到了相應的穩(wěn)定性邊界曲線,利用Matlab繪制出其邊界曲線,分析了主要參數對系統(tǒng)動力穩(wěn)定性的影響。然后,對系統(tǒng)非線性動力學方程進行無量綱化處理,得到無量綱微分方程。探討了積分初值的選擇問題,計算了系統(tǒng)的靜態(tài)變形。利用變步長Runge-Kutta對系統(tǒng)的無量綱微分方程進行求解,系統(tǒng)分析振動位移、速度、相圖及龐加萊截面,分析系統(tǒng)的非線性動態(tài)特性,并分析主要參數對系統(tǒng)非線性特性的影響。最后,綜合考慮精度、強度及制造工藝等因素,介紹了擺線鋼球傳動機構的設計思想了。給出了擺線鋼球傳動機構的設計流程,并對設計步驟進行了詳細介紹。利用Solidworks對關鍵零件進行了三維造型。按照設計思想與流程成功設計出樣機,并試制成功。
【圖文】：

線鋼球傳動的齒形為擺線形狀，完全不同于漸開線齒形槽均位于端面上，同時以鋼球為中介體進行運動傳遞。此重合度高、載荷分配復雜等特性。上述因素都為嚙合剛度帶來困難。因此，，有必要尋求一種有效的嚙合剛度激勵確的反映嚙合剛度激勵的變化規(guī)律和內在本質�？剂�，本章基于對擺線鋼球傳動的原理、結構及受力的分型。通過引入有效的集中剛度建模方法，依照從單個嚙合建模的流程，構建了系統(tǒng)的集中剛度模型，為精細化動力傳動的結構組成與傳動原理傳動的結構組成擺線鋼球傳動的基本結構圖，圖中 1 為輸入軸，2 為端蓋4 為十字盤，6 為行星盤，8 為中心盤，9 為輸出軸。擺線-輸出軸及其支承結構、擺線鋼球傳動機構和十字鋼球等

基于集中剛度法的擺線鋼球傳動非線性動力學研究。中心盤的右端面上為內擺線槽，齒數為 Z2，如圖 2-2(a)所示。行星為外擺線槽，齒數為 Z1，如圖 2-2(b)所示。十字鋼球等速機構由行與端蓋盤上的錐形槽及其間的鋼球組成。行星盤右端面與十字盤左數量與位置完全相同的水平錐形槽，十字盤右端面與端蓋盤左端面與位置完全相同的豎直錐形槽，十字盤左右端面的錐形槽相互垂直示。
【學位授予單位】：安徽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TH132.41

【參考文獻】

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本文編號：2594474