【摘要】： 隨著我國航天科學(xué)技術(shù)水平的飛速發(fā)展,衛(wèi)星、各類航天器的一體化設(shè)計(jì)和更高的集成度,是當(dāng)前國際航天技術(shù)發(fā)展的重要方向之一,體現(xiàn)了航天器微小化的發(fā)展趨勢。所以,研制出一種航天用微小型減速裝置至關(guān)重要。本課題是要研制出一臺小體積、大功率、高精度、高強(qiáng)度和回差小的特種執(zhí)行機(jī)構(gòu),要求在小空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)大傳動比、大扭矩和大彎矩。本文通過方案設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、回差分析和計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)出一種高效特種傳動減速裝置。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行方案設(shè)計(jì),對能實(shí)現(xiàn)小空間大傳動比減速的傳動類型進(jìn)行計(jì)算和分析。在如此小的空間內(nèi)要實(shí)現(xiàn)大扭矩和大彎矩,確定必須采用90°垂直軸傳動,采用一級錐齒輪副和二級變厚齒輪副少齒差傳動作為減速系統(tǒng)的傳動型式;并進(jìn)行了傳動比公式推導(dǎo),受力分析、強(qiáng)度分析和效率計(jì)算,為微小型減速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)仿真提供理論依據(jù);對機(jī)構(gòu)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 因?yàn)闇p速器空間小、傳動比大、扭矩大、彎矩大,結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)最為關(guān)鍵,本文將基本粒子群算法和遺傳算法結(jié)合起來,提出“變異算子”尋優(yōu)模型對減速器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。該模型解決了基本粒子群算法在機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)中遇到的多變量,有約束,易早熟等難題,將改進(jìn)粒子群算法成功應(yīng)用于微小型減速器優(yōu)化設(shè)計(jì)中。 為了保證減速器的回差能夠達(dá)到預(yù)定的指標(biāo)要求,根據(jù)其具體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)建立了錐齒輪副和變厚齒輪副回差的數(shù)學(xué)模型,并建立了該傳動系統(tǒng)回差的數(shù)學(xué)模型,定量的給出了整個(gè)減速器系統(tǒng)的回差。 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成之后,采用Pro/E建立減速器的虛擬樣機(jī)、干涉檢測和運(yùn)動仿真。根據(jù)仿真結(jié)果對減速器虛擬樣機(jī)進(jìn)行調(diào)整,得到較好的仿真結(jié)果,并與理論計(jì)算進(jìn)行論證。最后,為了滿足減速器各元件在大扭矩作用下的強(qiáng)度要求,本文采用ANSYS對減速器關(guān)鍵元件進(jìn)行有限元分析。并根據(jù)分析結(jié)果對減速器結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整以達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)。在仿真結(jié)果的基礎(chǔ)上,最終確定減速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)并繪制全套工程圖,完成該減速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：TH132.425
【圖文】：

變厚齒輪原理圖

2-小錐齒輪 3-大錐齒輪 4-鍵 5-軸瓦 6-左端蓋 7-螺栓 8-殼體 內(nèi)齒輪 11-支承軸 12-套筒 13-輸出軸 14-偏心軸 15-滑動軸承 117-變厚外齒輪 18-螺釘圖 2-4 微小型減速器裝配圖Fig.2-4 Structure assembly diagram of microminiaturization decelerato章小結(jié)過分析特殊環(huán)境對減速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，將有可能實(shí)現(xiàn)比的幾種減速機(jī)構(gòu)進(jìn)行了分析比較。選擇了帶有一級錐輪副少齒差齒傳動作為微小型減速機(jī)構(gòu)的傳動型式。出微小型減速器的傳動方案簡圖，同時(shí)進(jìn)行了減速器傳、強(qiáng)度分析和效率分析。主要零件的材料進(jìn)行了選擇，并進(jìn)行了軸承選擇和軸的設(shè)系統(tǒng)裝配圖。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文厚齒輪曲面，如圖 5-1 所示。為了提高模型的精度，在截面齒廓線上取大量離散點(diǎn)，并通過高次樣條曲線插值生成齒廓曲線，并對誤差進(jìn)行分析選出最佳離散點(diǎn)數(shù)目。設(shè)由離散點(diǎn)插值出的齒廓曲線方程為 ( , )hf x y[47,48]，選擇最小二乘范函對誤差進(jìn)行計(jì)算：( ( ) ( ))2, ,h truesI = f x y fx y∫ （5-2）式中 ( ,)truef x y——齒廓方程，即精確的齒廓曲線；I ——最小二乘范函通過計(jì)算分析得到不同離散點(diǎn)下的誤差值，如圖 5-2 所示當(dāng)離散點(diǎn)數(shù)趨于22 時(shí)收斂，所以本文擬用 22 個(gè)節(jié)點(diǎn)完成截面齒廓線的生成。

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 劉佳;直線式作動器中精神行星傳動的承載能力研究[D];南京理工大學(xué);2011年

2 趙謙;某型電動舵機(jī)減速器的研究設(shè)計(jì)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

本文編號：2788444