發(fā)布時(shí)間：2018-03-20 13:03

  本文選題：超磁致伸縮諧波電機(jī)　切入點(diǎn)：嚙合特性　出處：《大連理工大學(xué)》2013年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：近年來科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展,尤其是航天技術(shù)及機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)諧波傳動(dòng)裝置提出越來越高的要求。目前,普通諧波傳動(dòng)常用的運(yùn)動(dòng)傳遞模式一般是電機(jī)→減速器→執(zhí)行機(jī)構(gòu),各個(gè)構(gòu)件相互獨(dú)立,軸向尺寸偏大,空間占用較多。因此研究開發(fā)一種集驅(qū)動(dòng)與諧波傳動(dòng)于一體的動(dòng)力單元,對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的微小型化意義重大,關(guān)鍵是采用何種適宜的機(jī)電能量轉(zhuǎn)換耦合媒介。近些年來國內(nèi)外研究人員針對(duì)稀土超磁致伸縮材料(GMM)的研究成果及其工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)為本文的研究提供借鑒經(jīng)驗(yàn),我們提出一種超磁致伸縮諧波電機(jī)方案,它是基于諧波齒輪傳動(dòng)原理結(jié)合超磁致伸縮材料的磁致伸縮性能,以諧波齒輪傳動(dòng)的方式輸出力與力矩,使諧波傳動(dòng)的特性發(fā)生本質(zhì)改變,形成全新的結(jié)構(gòu)緊湊、慣量低、響應(yīng)快、分辨率高的動(dòng)力單元。 為了從根本上實(shí)現(xiàn)超磁致伸縮諧波電機(jī)傳遞力與力矩的功能,本文對(duì)該傳動(dòng)裝置的柔輪變形及其空間齒廓進(jìn)行了研究,具體研究?jī)?nèi)容如下： (1)超磁致伸縮諧波裝置嚙合特性的研究。在傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型基礎(chǔ)之上,針對(duì)超磁致伸縮諧波電機(jī)輪齒嚙合的特殊性建立了諧波傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,選取漸開線齒廓作為柔輪齒形,通過包絡(luò)法研究其輪齒嚙合特性,并對(duì)共軛齒廓的求解過程進(jìn)行了研究。 (2)超磁致伸縮諧波電機(jī)柔輪變形規(guī)律的研究。利用有限元分析軟件編制相關(guān)程序,對(duì)有限元接觸模型進(jìn)行仿真分析,提取了空載條件下受頂桿作用的柔輪內(nèi)壁上的一圈節(jié)點(diǎn)位移,采用傅立葉函數(shù)的數(shù)值方法擬合出柔輪的空載特征曲線；同時(shí),對(duì)柔輪齒圈外壁進(jìn)行了負(fù)載仿真分析柔輪的負(fù)載變形規(guī)律并得到其負(fù)載變形函數(shù)。 (3)超磁致伸縮諧波電機(jī)各主要構(gòu)件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及實(shí)體建模。完成諧波裝置主要構(gòu)件的設(shè)計(jì)計(jì)算,并利用三維設(shè)計(jì)軟件的參數(shù)化建模方法建立了它們的實(shí)體模型,同時(shí)對(duì)其進(jìn)行虛擬裝配實(shí)現(xiàn)了諧波裝置的小型集成化。 (4)嚙合仿真及等寬收縮齒的研究討論。根據(jù)擬合出的柔輪特征曲線,求解得到共軛剛輪齒廓,完成了諧波傳動(dòng)的嚙合仿真,包括運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真、剛輪輪齒相對(duì)于柔輪齒的運(yùn)動(dòng)軌跡仿真；研究柔輪空間變形錐角對(duì)嚙合的影響,據(jù)此對(duì)剛輪齒形提出等寬收縮改進(jìn)措施并對(duì)其收縮角取值進(jìn)行討論。 通過以上的研究,所設(shè)計(jì)的超磁致伸縮諧波電機(jī)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)輸出力和力矩的功能,而且得到一種既消除嚙合過程中的輪齒干涉又避免短軸處脫嚙困難的等寬收縮剛輪齒。結(jié)果表明：所設(shè)計(jì)的超磁致伸縮諧波電機(jī)達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)要求。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TM303;TH132.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1639193