【摘要】：本文主要針對(duì)傳統(tǒng)的減速器傳動(dòng)系統(tǒng)之中所存在的一些問(wèn)題,并結(jié)合現(xiàn)有對(duì)內(nèi)齒輪與鼓形蝸桿的一些相關(guān)研究理論,提出了一種基于鼓形蝸桿和可變內(nèi)齒輪內(nèi)嚙合的新型傳動(dòng)裝置。該傳動(dòng)裝置融合蝸桿傳動(dòng)與三位一體設(shè)計(jì)方式的優(yōu)點(diǎn),使該新型傳動(dòng)裝置的體積相對(duì)較小,重量輕,同時(shí)也有著側(cè)隙可調(diào)和補(bǔ)償磨損的功能。本文主要從理論和仿真的角度進(jìn)行結(jié)構(gòu)與傳熱學(xué)研究,圍繞該傳動(dòng)裝置的數(shù)學(xué)建模理論、三維建模、功耗損失、熱力耦合和溫度場(chǎng)等幾個(gè)方面開(kāi)展了一系列研究與分析。本文主要內(nèi)容包括以下幾方面:首先,將該新型減速器傳動(dòng)裝置中的變齒厚內(nèi)齒輪與鼓形蝸桿兩個(gè)核心部件的工作原理與加工成形理論進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹,并對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。以微分幾何和齒輪空間的嚙合原理作為研究新型傳動(dòng)的理論基礎(chǔ),并利用包絡(luò)法中的運(yùn)動(dòng)學(xué)法對(duì)該新型傳動(dòng)方式的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了創(chuàng)建。其次,通過(guò)利用Matlab,將已推導(dǎo)出的嚙合函數(shù)帶入軟件中進(jìn)行鼓式蝸桿嚙合性能和參數(shù)相互關(guān)系的分析。接著在軟件中編寫(xiě)齒面接觸線的運(yùn)算程序,并通過(guò)該運(yùn)算程序分析出的鼓形蝸桿齒面接觸線模型,結(jié)合3D建模軟件,為該新型傳動(dòng)副建立了精確的模型。然后,根據(jù)傳熱學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí),結(jié)合該新型傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)特性與工作原理,進(jìn)行了整個(gè)裝置的熱功耗損失的研究,確定了幾個(gè)主要的傳動(dòng)熱源,并對(duì)其進(jìn)行了理論研究,列出了相關(guān)的計(jì)算公式;研究了裝置所需考慮的熱源的主要傳播方式以及傳播的流程,對(duì)裝置內(nèi)主要熱源進(jìn)行了傳熱分析,計(jì)算相關(guān)部件的對(duì)流換熱系數(shù)。接著,考慮到整個(gè)裝置在工作過(guò)程中,內(nèi)齒輪與鼓形蝸桿是整個(gè)裝置較為核心的部分,故必須保證該傳動(dòng)副有著良好的工況。其中溫度是影響到其最大應(yīng)力的一個(gè)重要原因,故而本文研究了在不同溫度的情況下,該新型蝸桿傳動(dòng)方式嚙合的最大等效應(yīng)力變化情況,使用Ansys對(duì)其進(jìn)行熱力耦合分析,獲得了應(yīng)力和溫度的關(guān)系。為后期該新型減速器傳動(dòng)裝置的散熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及研究該裝置的溫度場(chǎng)分布奠定了基礎(chǔ)。最后,基于Creo軟件,建立了該新型傳動(dòng)裝置精確的三維實(shí)體模型。使用Ansys分析軟件進(jìn)行計(jì)算,得到了整個(gè)傳動(dòng)裝置的最高溫度在變齒厚內(nèi)齒輪和鼓形蝸桿的嚙合處,且溫度為58.153℃。整個(gè)傳動(dòng)副上的溫度大小處于27.27℃~58.153℃之間,支架上的溫度大小處于30.196℃~54.954℃,此計(jì)算的數(shù)據(jù)為研究該新型減速器裝置后續(xù)工作提供了參考。
【圖文】：

圖 1.3 變齒厚平面蝸輪包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)3 Variable tooth thickness plane worm gear envelope toroidal worm圖 1.4 平面齒內(nèi)齒輪包絡(luò)鼓形蝸桿傳動(dòng)Fig.1.4 Planar internal gear enveloping drum worm drive

4圖 1.4 平面齒內(nèi)齒輪包絡(luò)鼓形蝸桿傳動(dòng)Fig.1.4 Planar internal gear enveloping drum worm drive自西華大學(xué)的王進(jìn)戈教授提出了無(wú)側(cè)隙雙滾子包絡(luò)環(huán)面蝸是由兩個(gè)半蝸輪進(jìn)行上下疊加組合而成，，且半蝸輪上等距分蝸桿是以蝸輪的齒面作為母平面經(jīng)過(guò)一次包絡(luò)形成的。此外調(diào)節(jié)上半蝸輪體和下半蝸輪體的位置完成。
【學(xué)位授予單位】：西華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TH132.44

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