【摘要】：本文研究了一種新型無接觸式傳動機(jī)構(gòu)—永磁行星齒輪傳動，與傳統(tǒng)機(jī)械式行星齒輪傳動相比，永磁行星齒輪傳動系統(tǒng)具有許多優(yōu)點(diǎn)：不需潤滑和冷卻；降低維修成本，提高穩(wěn)定性；啟動力矩低且具有過載保護(hù)功能；工作效率高；沒有磨損和噪聲等。在醫(yī)療器械、化工設(shè)備以及食品加工設(shè)備等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。 本文介紹了永磁行星齒輪傳動系統(tǒng)的工作原理，進(jìn)行了傳動系統(tǒng)的參數(shù)分析與設(shè)計，從同軸條件、鄰接條件、等極距條件、裝配條件幾方面研究了該傳動系統(tǒng)的參數(shù)關(guān)系。 利用等效電流模型法，推導(dǎo)了磁性齒輪單一輪齒和多輪齒磁感應(yīng)強(qiáng)度計算公式，在此基礎(chǔ)上，推導(dǎo)了太陽輪與行星輪之間、內(nèi)齒圈與行星輪之間的轉(zhuǎn)矩以及機(jī)構(gòu)輸出轉(zhuǎn)矩的計算公式，分析了磁感應(yīng)強(qiáng)度隨場點(diǎn)位置參數(shù)的變化規(guī)律，以及結(jié)構(gòu)參數(shù)對轉(zhuǎn)矩的影響規(guī)律；研究結(jié)果表明：永磁行星齒輪傳動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩受磁極對數(shù)、輪齒徑向厚度、輪齒軸向厚度、磁齒輪間氣隙以及傳動比等參數(shù)影響比較大，合理選擇參數(shù)能夠使得該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加緊湊。 建立了永磁行星齒輪傳動系統(tǒng)的平移-扭轉(zhuǎn)振動動力學(xué)模型及其動力學(xué)微分方程，由徑向力和轉(zhuǎn)矩計算表達(dá)式推導(dǎo)了磁性齒輪之間的徑向和切向磁性耦合剛度，在此基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)固有頻率和振動模態(tài)進(jìn)行了研究，完成了該傳動系統(tǒng)各階模態(tài)對系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)的靈敏度公式推導(dǎo)和變化規(guī)律分析；研究發(fā)現(xiàn)：磁極對數(shù)、磁性齒輪軸向厚度、磁齒輪之間氣隙以及磁性齒輪徑向間隙對系統(tǒng)模態(tài)的影響較大，行星輪安裝個數(shù)大于2時，系統(tǒng)振動模態(tài)包括中心構(gòu)件扭轉(zhuǎn)、中心構(gòu)件平移和行星輪模態(tài)，行星輪安裝個數(shù)等于2時不存在行星輪模態(tài)，而是內(nèi)齒圈模態(tài)和太陽輪模態(tài)。 建立了永磁行星齒輪傳動系統(tǒng)強(qiáng)迫振動的動力學(xué)微分方程，對該系統(tǒng)強(qiáng)迫振動時域和頻域響應(yīng)進(jìn)行了求解，將外部激勵分為輸入端激勵、輸出端激勵以及同時綜合考慮輸入端和輸出端激勵三種情況，完成了系統(tǒng)強(qiáng)迫振動時域和頻域響應(yīng)分析，分析了結(jié)構(gòu)和性能參數(shù)對系統(tǒng)頻域響應(yīng)的影響規(guī)律；結(jié)果表明：只考慮輸出端激勵時系統(tǒng)各部件動態(tài)位移響應(yīng)較只考慮輸入端激勵時大，磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁極對數(shù)、磁齒輪間的氣隙以及磁齒輪的軸向厚度對各構(gòu)件的低頻振幅影響比較大，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時要合理選擇系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)，避免系統(tǒng)各部件產(chǎn)生較大的振動。 設(shè)計了永磁行星齒輪傳動實驗樣機(jī)，搭建了實驗平臺，對極限轉(zhuǎn)矩以及傳動效率進(jìn)行了測試，將實驗測試數(shù)據(jù)與理論分析結(jié)果進(jìn)行對比分析，證明了理論計算的正確性以及樣機(jī)參數(shù)設(shè)計的合理性。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TH132.41

【參考文獻(xiàn)】

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1 王U

本文編號：2763607