摆线钢球论文摆线钢球行星减速器优化设计及有限元分析解读
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摆线钢球减速器设计摆线钢球减速器设计摆线钢球减速器是一种常见的传动装置,其设计可以帮助实现高效率和精确的动力转换。
下面将逐步介绍这种减速器的设计过程。
第一步:确定需求和参数在设计摆线钢球减速器之前,首先需要明确应用场景中的需求和参数。
这包括输出转速、扭矩要求、重量限制等。
根据这些参数,我们可以开始进行减速器的设计。
第二步:选择减速比减速比是决定减速器输出转速和扭矩的关键因素。
根据应用需求和参数,选择一个合适的减速比。
减速比可以通过增大输入和输出轮的尺寸比例来实现。
第三步:确定输入轮和输出轮的齿轮数量输入轮和输出轮的齿轮数量决定了传动比例。
根据所选的减速比,计算出输入轮和输出轮的齿轮数量,以确保所需的传动比例。
第四步:设计齿轮和轴承根据输入轮和输出轮的齿轮数量和减速比,设计齿轮的齿形和尺寸。
同时,选择适合的轴承来支撑齿轮和轴的运动。
第五步:设计摆线钢球机构摆线钢球机构是摆线钢球减速器的核心部件。
在设计中,需要确定摆线钢球的数量、直径和位置,并确保钢球之间的运动平稳。
第六步:设计外壳和安装结构根据整体设计,设计减速器的外壳和安装结构。
外壳需要提供足够的强度和刚度来保护内部组件,并提供方便的安装和维护。
第七步:进行模拟和优化在进行实际制造之前,进行减速器的模拟和优化是必要的。
使用计算机辅助设计软件进行模拟,并根据结果对设计进行优化,以确保减速器的性能符合要求。
第八步:制造和测试根据设计图纸和优化结果,进行减速器的制造。
制造完成后,进行各项测试,包括输出转速、扭矩和噪音等。
根据测试结果,对减速器进行调整和改进。
总结:通过以上的步骤,我们可以设计出一个高效率和精确的摆线钢球减速器。
然而,需要注意的是,不同的应用场景可能需要不同的设计方法和参数选择。
因此,在设计过程中,需要根据具体需求进行调整和优化。
摆线针轮减速器设计与性能分析摆线针轮减速器是一种广泛应用于各种机械设备中的传动装置,它以其紧凑结构、高效率和良好的运转平稳性在工业领域得到了广泛的应用。
本文将探讨摆线针轮减速器的设计与性能分析,希望为读者对该领域的了解提供一些帮助。
1.摆线针轮减速器的工作原理摆线针轮减速器由摆线齿轮和针轮组成,其工作原理类似于一种啮合的相位器。
当输入轴旋转时,摆线齿轮上的齿槽将针轮带动旋转,从而实现转速的减小。
该减速器适用于响应速度要求高的场景,如机床、机械手等。
2.摆线针轮减速器的设计要点在摆线针轮减速器的设计过程中,有几个要点需要注意。
首先是减速比的确定,减速比是指输出轴转速与输入轴转速之间的比值。
减速比的选择需要根据具体应用来确定,一般来说,较大的减速比可以提供更大的输出扭矩,但会降低输出转速。
其次是齿轮的材料选择,传动齿轮需要具备足够的强度和耐磨性,常见的材料有合金钢和硬质合金等。
此外,减速器的结构布局和每个零件的尺寸也需要进行合理的设计。
3.摆线针轮减速器的性能评估摆线针轮减速器的性能评估是设计过程中的重要一环。
在实际应用中,通过对减速器的转矩、转速和效率等指标进行测试和分析,可以评估其运行状态和性能。
转矩是减速器输出的主要性能指标,其大小决定了减速器的承载能力;转速是指输出轴的旋转速度,需要根据具体应用来选择;效率是指减速器输出功率与输入功率之间的比值,常见的摆线针轮减速器效率在80%以上。
4.摆线针轮减速器的应用案例摆线针轮减速器在机械设备中有着广泛的应用。
以机床为例,摆线针轮减速器可以将高速且低扭矩的电机输出转换为低速且高扭矩的运动,从而满足机床对转矩和速度的要求。
另外,摆线针轮减速器还常用于自动化设备、包装机械、输送设备等领域。
总结起来,摆线针轮减速器是一种常用于机械设备中的传动装置,通过齿轮的啮合实现转速的减小。
在设计过程中,需要注意减速比的选择、齿轮材料的确定等要点,并通过性能评估方法对减速器进行验证。
摘要行星摆线针轮减速器是采用K-H-V少齿差一式传动原理及摆线针齿啮合的新颖传动机械,利用减速比大,传动效率高等的特点,将转速从输入轴逐级传送到输出轴,已达到从高转速到低转速的减速目的。
首先对减速器的实体进行测量, 根据所学的机械基础课程、机械制图、AutoCAD等一些的基本理论知识和一些基本的绘图软件,对主轴和摆线轮进行绘制,根据所画的零件图,和所测绘出的零件尺寸数据,对主轴进行强度计算,校核轴的强度,最后得出结论该主轴符合使用要求。
通过这次的设计与计算,培养自己动手动脑的能力,同时也培养自己分析和解决工程实际问题的能力、创新思维的能力、创新设计的能力。
关键词行星摆线针轮减速器摆线画法CAD绘制轴的强度计算目次第1章绪论 (1)1.1本设计的研究对象 (1)1.2行星摆线针轮减速器 (1)1.2.1概述 (1)1.2.2 行星摆线针轮减速器型号 (1)1.2.3 减速器的工作原理 (3)1.2.4 使用条件 (3)1.2.5 减速器的润滑 (3)1.2.6减速器的安装 (4)1.3研究的目的 (4)1.4课题研究意义 (5)1.5减速器国内外的发展 (5)1.5.1国内的发展 (5)1.5.2国外发展 (5)第2章典型零件图的绘制 (6)2.1 CAD制图简介和绘图前的准备 (6)2.2 二维图的绘制 (7)2.2.1新建图层 (7)2.2.2书写文字 (8)2.2.3尺寸的标注步骤 (9)2.2.4绘制三视图 (11)2.3摆线轮的绘制 (12)2.3.1摆线轨迹的定义 (12)2.3.2摆线方程 (12)2.3.3摆线针轮轨迹的画法 (12)第3章轴的强度计算 (17)3.1外力偶矩的计算 (17)3.2计算扭矩和弯矩并画扭矩和弯矩图 (17)3.2.1受力分析 (18)3.2.2画内力图 (18)3.2.3强度校核 (20)第4章装配图 (21)4.1 装配图的作用和技术要求 (21)4.1.1 装配图的作用 (21)4.1.2装配图的技术要求 (21)4.2 装配图的表达方法 (21)结论 (22)参考文献 (23)致谢 (24)第1章绪论1.1本设计的研究对象摆线针轮减速机采用摆线针齿啮合、行星式传动原理,所以通常也叫行星摆线减速机。
2023-10-29•绪论•机器人摆线针轮减速器动态性能分析目录•机器人摆线针轮减速器试验研究•机器人摆线针轮减速器优化设计及性能提升•结论与展望目录•参考文献01绪论研究背景与意义摆线针轮减速器具有高精度、高刚度、高传动效率等优点,在工业机器人中得到广泛应用。
对摆线针轮减速器进行动态性能分析及试验研究,有助于提高其性能指标,降低噪声和振动,从而提高机器人的运动性能。
机器人技术的快速发展对运动控制精度和效率的要求日益提高,减速器作为机器人核心零部件之一,其性能对整个机器人的运动性能产生重要影响。
国内外研究现状及发展趋势国内对于摆线针轮减速器的研究起步较晚,但在国家政策支持和市场需求推动下,国内企业逐渐突破关键技术,缩小了与国外企业的差距。
未来,摆线针轮减速器将朝着高精度、高效率、高可靠性、智能化等方向发展,以满足不断升级的机器人应用需求。
国外对于摆线针轮减速器的研究起步较早,积累了丰富的研究经验和技术储备,在产品性能、质量和应用领域等方面具有领先优势。
研究内容和方法研究内容本研究旨在通过对机器人摆线针轮减速器的动态性能进行分析及试验研究,优化其设计参数,提高性能指标,降低噪声和振动。
研究方法采用理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方法,对摆线针轮减速器的动态性能进行深入探究。
首先建立减速器的动力学模型,然后利用有限元分析软件对其动态特性进行仿真分析,最后通过实验验证理论分析和仿真结果的准确性。
02机器人摆线针轮减速器动态性能分析机器人摆线针轮减速器工作原理和结构特点摆线针轮减速器工作原理摆线针轮减速器是一种行星齿轮传动装置,采用摆线针轮齿啮合实现减速传动。
结构特点摆线针轮减速器具有体积小、重量轻、传动比大、效率高等优点,广泛应用于机器人、机械手、数控机床等领域。
机器人摆线针轮减速器动态性能评价方法动态性能评价方法评价摆线针轮减速器的动态性能主要包括传递误差、振动和噪声等方面。
传递误差传递误差是指减速器输出端与输入端之间的速度和力矩误差,是衡量减速器精度的重要指标。
行星齿轮减速器仿真及有限元研究随着工业科技的不断发展,行星齿轮减速器在许多领域中的应用越来越广泛。
为了优化其设计和性能,提高其使用寿命和效率,研究人员正在不断寻求更精确的仿真方法和有限元分析技术。
本文将探讨行星齿轮减速器的仿真研究以及有限元分析的重要性,并介绍一些相关的最新研究进展。
行星齿轮减速器是一种精密的机械装置,它由一系列的齿轮和轴组成,可以大幅度地降低输入转速,同时增加扭矩。
行星齿轮减速器被广泛应用于各种工业领域,如化工、电力、钢铁、矿山等,它已经成为许多大型设备的重要组件。
仿真研究是行星齿轮减速器设计过程中的重要环节。
通过仿真,设计师可以预测并评估减速器的性能,优化其设计。
近年来,计算机技术的快速发展为仿真研究提供了强大的工具。
使用计算机建模和仿真软件,设计师可以模拟减速器的运行情况,观察其动力学行为,评估齿轮的强度、疲劳寿命等关键性能指标。
有限元分析(FEA)是一种数值计算方法,它可以将复杂的系统分解成许多小的单元,通过数学模型描述每个单元的行为,然后对所有单元进行综合分析。
在行星齿轮减速器的设计中,有限元分析可以帮助设计师精确地预测齿轮的应力和变形。
通过有限元分析,设计师可以在产品设计阶段找出潜在的问题,如应力集中、疲劳等,从而进行优化。
随着科技的不断发展,行星齿轮减速器的仿真和有限元分析技术将会更加精确和高效。
未来,设计师将需要结合新的材料科学、制造技术以及智能传感器等新技术,对减速器的性能进行更全面的评估和优化。
同时,还需要深入研究行星齿轮减速器的动态行为以及疲劳寿命等关键问题,以提高其运行效率和使用寿命。
行星齿轮减速器的仿真及有限元研究对于优化其设计和性能具有重要意义。
通过先进的仿真技术和有限元分析,设计师可以更好地理解减速器的运行机制,预测其性能,优化其设计。
随着科技的不断发展,我们期待在未来的研究中看到更加精确、高效的仿真和有限元分析方法,以推动行星齿轮减速器技术的进一步发展。
本科毕业论文题目:摆线针轮减速器摘要摘要:本次设计的是摆线针轮行星减速器,摆线针轮行星传动具有传动比范围大,体积小、重量轻,效率高,运转平稳、噪声低,工作可靠、寿命长的特点。
因此,摆线针轮行星齿轮传动现已广泛地应用于工程机械、矿山机械、冶金机械、起重运输机械、轻工机械、石油化工机械、机床、机器人、汽车、坦克、火炮、飞机、轮船、仪器和仪表等各个方面。
文中从对齿轮减速器的发展的历史研究开始,再对传动比进行计算,而后分别进行齿数计算、齿形分析、效率计算、强度验算、结构设计、绘制减速器装配图及零件图。
最后对行星齿轮的结构设计进行了较详细的阐述。
通过对摆线针轮行星减速器的研究,结合目前的发展情况和所要面临解决的问题,设计出具有上述一系列优点的减速机构。
在设计中,摆线针轮行星传动的薄弱环节是转臂轴承,因转臂轴承在受力大,转速也较高的情况下工作(其内、外圈的相对转速等于输入轴与输出轴二者转速绝对值之和),所以在新系列中为保证转臂轴承的寿命,往往采用加强型的滚子轴承。
关键词:摆线针轮行星减速器;齿轮;行星齿轮减速器;齿轮啮合;滚子轴承。
AbstractAbstract:This design is pin-cycloidal gear planetary .Pin-cycloidal gear planetary gear transmission range is big, small volume, light weight, high efficiency, stable operation,low noise,long life and reliable , Therefore, the planetary gear transmission has been widely used in engineering machinery, mining machinery, metallurgy, machinery, lifting transportation machinery, light industrial machinery, petroleum, chemical machinery, machine tools, robots, automobile, tanks, artillery and aircraft, ships, instrument and meter, etc. Based on the development of gear reducer, "the study of history to start again, then calculated the transmission separately gear tooth profile analysis and calculation, the calculation efficiency, strength calculation, the structure design, drawing assembly and detail drawings. Finally the structure design of planetary gears are expounded in detail. Through the cycloid planetary reducer, combining the current development situation and to solve the problem, the design has the advantages of a slowdown. In the design of cycloid planetary gear, the weak link is turning arm bearing, because in turn arm bearing force, high speed and under the condition of inner work (the relative speed equals input shaft and the output shaft rotational sum between absolute). so that a new series in turn for the life, often arm bearing reinforced by the roller bearings.Key words: Pin-cycloidal gear planetary reducer; gear; planetary gear reducer; gears meshing; roller bearings毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
双级封闭式摆线钢球行星传动运动学及固有特性分析
双级封闭式摆线钢球行星传动是一种集大传动比、小型轻量化与零背隙于一体的精密传动机构,可广泛应用于电子半导体机械,机械手臂,多关节机器人,天文设备等需求精密传动及往复定位的领域。
本文从节距角系数与封闭功率两方面研究了运动可行性,在此基础上研究固有特性与灵敏度,从而为结构设计与动态性能优化提供理论依据。
以差动摆线钢球传动为研究对象推导出四种传动的传动比。
根据两级钢球的位置方程,推导出节距角系数与行星盘齿数之间的关系式,得出传动比随节距角系数、输出盘齿数的变化规律。
依据各构件转角对应的节距角数量关系,分析了节距角系数对传动性能的影响。
应用Pro/E和Adams软件对四种传动进行了运动学仿真,绘制各构件角速度的变化曲线图。
基于四种传动的功率离散图,推导出封闭功率与自锁区间,得出1型避开反向自锁区间时,齿数与设计参数之间的关系式。
根据支路传动比与功率流之间的关系,得出大传动比与高效率的最优齿数组合。
根据3型、4型传动结构的受力图,分析了封闭功率产生的原因以及所起的作用。
根据赫兹接触理论,建立了8自由度无阻尼平移—扭转耦合动力学模型,推导出动力学方程。
根据系统参数振动模型,求解了各阶固有频率与主阵型。
绘制各阶固有频率随各构件轴承刚度、啮合刚度与质量变化的曲线图,分析了刚度和质量参数对各阶固有频率的影响。
应用矩阵摄动法和求导法,分别求解了固有频率对刚度和质量参数的灵敏度,
并绘制变化曲线图。
通过对比分析,得出两种方法求解的各阶固有频率最敏感参数基本一致,验证矩阵摄动法求解灵敏度的正确性与简便性。
摆线针轮行星减速器的有限元分析研究的开题报告一、选题背景摆线针轮行星减速器是一种理论基础较为成熟、适用范围较广的减速器,具有体积小、传递功率高、运转平稳等优点,广泛应用于机械设备的传动系统中。
本课题旨在通过有限元分析方法,对摆线针轮行星减速器的传动性能进行理论研究和实验验证,为其在工程应用中的性能提升提供技术支持。
二、研究内容1. 摆线针轮行星减速器的结构分析和动力学分析通过对摆线针轮行星减速器结构和运动原理的分析,建立其动力学模型,探究各个零部件的相互作用关系,进而确定其传动效率和运动稳定性。
2. 摆线针轮行星减速器的参数优化设计在确定摆线针轮行星减速器的主要参数后,对其各个参数进行优化设计,以提升其传动效率和工作稳定性为目标,采取模拟计算和实验验证相结合的方法,通过不断优化设计,提升其整体性能。
3. 摆线针轮行星减速器的有限元分析基于有限元分析理论和软件工具,对摆线针轮行星减速器的各个零部件进行模型建立和分析,包括材料力学性能分析、静力学分析、模态分析等方面,进一步探究其传动效率和工作稳定性。
三、研究意义通过对摆线针轮行星减速器的有限元分析研究,可以深入了解摆线针轮行星减速器的结构特点和运动规律,为其在工程应用中的选择和优化提供理论依据,同时也为其在工程应用中的性能提升提供技术支持,具有较高的研究和应用价值。
四、研究方法和流程1. 研究方法:有限元分析和优化设计相结合2. 研究流程:(1)摆线针轮行星减速器的结构及动力学分析(2)摆线针轮行星减速器的参数优化设计及性能仿真(3)摆线针轮行星减速器的有限元建模及力学性能分析(4)实验验证及数据分析(5)总结并提出建议五、预期成果1. 对摆线针轮行星减速器的传动性能进行深入分析和优化设计,提高其工作稳定性和传动效率。
2. 建立摆线针轮行星减速器的有限元模型,提供数值仿真和实验数据支持。
3. 撰写论文并参加学术会议,推广研究成果,为工程应用提供技术支持和指导。
摆线减速机的优化设计与制造摆线减速机是一种高效、耐用、减速比大的减速装置,在工业企业及机械制造中得到广泛应用。
在其创新发展的过程中,优化设计和制造已成为了一个不可或缺的环节。
本文旨在探讨如何通过优化设计和制造来提高摆线减速机的工作效率。
一、优化设计在摆线减速机的设计流程中,优化设计是一个核心环节,它关系到摆线减速机工作效率的提高。
下面从摆线轮、摆线节数、轴承、箱体四个方面探讨优化设计。
(一)摆线轮设计优化摆线轮是摆线减速机的核心部件,其设计和制造质量的稳定性和高度是保障减速器稳定工作的基础。
目前,常用的摆线轮一般都选用20CrMnTi合金轮齿钢。
在摆线轮的设计中,齿形设计是关键。
目前市面上常见的齿形设计有三种:S 型、C型、U型。
在实际运用中,S型是最优化的设计。
因为过流区域较小,能有效减少节渐变,并且较佳的预正和后逆微调效果,使摆线减速机运营更为平稳。
(二)摆线节数设计优化在设计摆线减速机时要注意摆线节数的设定,因为节数个数直接关系到其传动比和传动效率。
在制造摆线减速机时,选取多少节数,应根据实际的工作要求和工作环境来设定。
一般而言,节数的增多会降低传动效率,但是齿床误差影响反而会更小。
因此,有时候,增加一个节数可能会提高减速器的平稳程度。
关键在于如何掌握其配置方式。
一种实际可行的做法是以65、100、120、145、175、205的数列值作为摆线节数进行摆线减速机的设计。
(三)轴承设计优化轴承设计也是优化设计的重要环节,选用质量稳定的轴承能够增加减速器的稳定性,而不同型号的轴承也会直接影响减速器的寿命和效率。
三排圆柱滚子轴承结合式和双列锥形滚子轴承都可使用在摆线减速机中。
对于近几年来双列锥形滚子轴承较为流行,选择这种轴承的原因主要是因为其传力与轴向力更稳定,是一种较为理想的结构轴承。
(四)箱体设计优化通过优化箱体的结构,可以减小减速器在工作中对油温、噪音等的影响。
合适的箱体设计是通过计算得来的,箱体内部结构的合理设计能让减速器在工作中得到更好的润滑和冷却,同时减少摆线减速机的噪音。
工业机器人专用减速器作为重要的机械传动部件具有体积小、重量轻、传动效率高等特点。
本设计全面考虑到运转平稳、多齿啮合、轮齿均载等运动学和动力学的要求,从而实现承载能力高、传递效率高、可靠性高和动力学性能优良等指标,并且要便于制造、装配和检修,设计了具有合理结构的工业机器人专用减速器即摆线针轮行星减速器。
本论文所涉及的科研项目主要通过对摆线针轮行星减速器的主要零件的概念进行详细阐述,给出了摆线针轮减速器的用途,使用说明以及注意事项。
列出了摆线针轮行星减速机的构造即输出部分,输入部分。
通过对针摆行星传动减速器传动工作原理和特点进行分析,对针轮输出机构及针摆行星传动这种传动方式进行分析,以获得其理论设计和方法。
从摆线针轮行星传动的共同点出发以及针摆轮行星减速器相对于少齿差行星减速器的优点提出针摆行星传动形式的设计计算方法。
本论文主要从以下方面出发对摆线针轮行星传动进行了研究:参照传统针摆行星传动基本设计计算方法以及对摆线针轮行星传动主要零部件的基本参数设计计算,并对摆线轮、柱销,针轮进行受力分析最终计算出转臂轴承和各支撑轴承所能承受的载荷大小,完成包括摆线轮、柱销等主要零件强度校核计算和轴承的寿命计算,给出主要零件机械加工的工艺过程,然后利用CAD画出了主要零件的草图和最后的装配图。
关键词:摆线传动;摆线轮;受力分析The cycloid—gear reducer is one of the most important transmission components of the pumping unit by its smaller volume,lighter weight and effective transmission. In order to realize four targets which include high transmission efficiency, high reliability and the excellent dynamics performance and guarantee credible lubricate ability, receive high efficiency of transmission, and make it easy for manufacture, assembly and inspection, we thought over all the requests in the round and design the rational structure cycloid—gear reducer.By analyzing characteristics and working principle of cycloid drive, and the output pin wheel cycloid drive’s working pr inciple, we obtion the design theory and method of this new kind of reduce. This paper mainly complete works include that provide the design method and complete the prototype design and dynamics analysis of virtual prototype.This paper researches the following aspects of the output pin wheel cycloid drive. First, the basic parameters and dimensions of main parts of the output pin wheel cycloid drive are designed referring to design and calculation methods of the traditional cycloid drive, and mechanical analysis of the transmission system and the load condition and life of rotary arm bearings and steady bearings of each shafts are calculated, and at the same time the calculations including the strength of cycloid wheel, pins and other major parts are completes. Then, using CAD to draw sketches of the main components and final assembly drawing.Keywords:Planet—cycloid Reducer; Cycloid ;force analysis目录摘要 (III)Abstract ......................................................................................................................................... I V 目录.. (V)1 绪论 (1)1.1 课题研究的背景和依据 (1)1.2 本课题的研究意义 (1)1.3 课题国内外研究现状及发展趋势 (1)2 摆线针轮行星传动的简介 (4)2.1摆线针轮的概念 (4)2.2 摆线针轮减速机的用途,使用说明和注意事项 (4)2.2.1 用途 (4)2.2.2 使用条件 (4)2.2.3 润滑 (4)2.2.4 安装 (5)2.3 摆线针轮行星减速器的构造 (5)2.4 齿廓曲线的形成及其啮合原理 (6)2.5 摆线针轮行星传动的特点及应用 (8)3工业机器人的总体设计 (9)3.1工业机器人的组成 (9)3.1.1 工业机器人的系统组成 (9)3.1.2 工业机器人的基本机能组成 (9)3.2 机器人的结构分析 (9)3.2.1 机器人的总体结构的概念 (9)3.2.2机器人的传动结构 (10)3.3机器人的设计分析及总体方案的确定 (11)3.3.1 设计的任务要求 (11)3.3.2总体方案的确定 (12)3.3.3 工业机器人的主要技术参数 (12)4 摆线针轮行星齿轮传动的传动比计算和传动特点 (12)4.1摆线针轮行星齿轮传动的传动比计算 (13)4.2啮合的齿廓形成原理 (14)5 摆线针轮行星齿轮传动设计 (15)5.1针轮行星轮系的材料 (15)5.2 第一套摆线针轮加速器的设计 (15)5.2.1 选择结构形式,齿数及材料 (15)5.2.2 强度计算针齿中心圆半径 (15)5.2.3计算摆线轮和针轮的几何尺寸 (16)5.2.4 转臂轴承的选择计算 (17)5.2.5 针齿销弯曲强度计算 (18)5.2.6 W输出机构销轴弯曲强度计算 (19)5.3 第二套摆线针轮减速器的设计 (20)5.3.1 选择结构形式,齿数及材料 (20)5.3.2 接触强度计算针齿中心圆半径 (20)5.3.3 计算摆线轮和针轮的几何尺寸 (20)5.3.4 转臂轴承的选择计算 (21)5.3.5 针齿销弯曲强度计算 (22)5.3.6 W输出机构销轴弯曲强度计算 (22)6行星齿轮传动输出轴的轴承选择 (24)7 主要零件的机械加工工艺规程 (25)7.1 摆线轮的加工工艺路线 (25)7.2 针齿壳的加工工艺路线 (26)7.3 输出轴加工工艺 (26)7.4 偏心套加工工艺 (27)8结论与展望 (29)8.1 结论 (29)8.2 展望 (29)致谢.............................................................................................................................................. .30 参考文献 (31)1 绪论1.1课题研究的背景和依据减速器是连接动力机部分和工作机部分的应用最为广泛的通用传动机械,行星齿轮减速器对齿轮的齿廓曲线的主要要求是保证瞬时传动比是常数。
分析摆线针轮减速机结构特点及其优化摘要本研首先对2K-V型摆线针轮减速机结构特点进行分析与探讨,并通过复合形法优化求解目标函数,分析求解结果,优化设计结果对设计制造2K-V 型摆线针轮减速机极具实用价值。
关键词摆线针轮减速机;结构特点;优化设计1. 2K-V型摆线针轮减速机结构特点2K-V型摆线针轮减速机结构特点主要有:良好刚度、较高传动精度、较大传动比范围、较强抗冲击能力、回差小、体积小、较高传动效率以及结构紧凑等。
因为2K-V型摆线针轮减速机优越的结构性能,使得近些年,摆线针轮减速机在纺织机械、自动化设备及现代数控机床等领域均先后得到广泛应用。
就我国研究现状而言,优化设计摆线针轮减速机领域的研究并不多,作为一种现代化摆线针轮传动机构,2K-V型摆线针轮减速机主要包括摆线针齿与渐开线两级减速系统,具有较多参数,也具有较多影响因素,这就加大了优化设计2K-V型摆线针轮减速机的难度。
所以,对优化设计2K-V型摆线针轮减速机问题进行深入、全面研究极具重要价值[1]。
本研首先对2K-V型摆线针轮减速机结构特点进行分析与探讨,并通过复合形法优化求解目标函数,分析求解结果,优化设计结果对设计制造2K-V型摆线针轮减速机极具实用价值。
2. 2K-V型减速机的数学模型的构建与优化设计2.1 设计变量的确定分析与研究第一级渐开线齿轮减速机发现,行星轮齿宽度b与行星传动齿轮模数m是对其结构尺寸产生影响的主要参数;第二级减速机中中,影响与制约结构尺寸的相关参数为短幅系数(K1),针齿分布圆直径(Dz),针齿直径(Dz)以及摆线轮宽度(B)。
具体设计变量为6个以上参数,剩余参数是设计常量。
由此可见,对2K-V型摆线针轮减速机进行优化设计的相关设计变量是[2]:X=2.2 创建目标函数2.2.1 摆线轮质量2.2.2 行星轮的质量2.2.3 针齿质量2.2.4 壳体质量2.3 明确约束条件2.3.1 摆线轮齿廓不根切如果针齿分布圆直径和针齿直径之比齿廓曲率半径最小系数小,也就是说:,那么,摆线轮齿廓根切与尖角就不可能出现,由此可见,约束不根切摆线轮齿廓条件围为:2.3.2 短幅系数限制条件影响齿廓曲线、摆线轮承载能力的参数主要就是短幅系数,通过分析短幅系数概念发现0≤K1≤1,也就是说,短幅系数太大或太小,均会导致摆线轮承载能力的下降,缩短摆线轮寿命,同时降低其传递效率。
基于随机方向法的摆线钢球减速器的优化设计
张彩丽
【期刊名称】《陕西科技大学学报(自然科学版)》
【年(卷),期】2010(28)6
【摘要】针对传统设计方法的不足,对双摆线钢球行星传动减速器进行了优化设计.首先根据该减速器的传动原理和力学分析结果,建立了减速器的优化设计数学模型,然后结合数学模型的特点选择优化设计的方法为随机方向搜索法,最后对数学模型做一定的尺度变换进行求解.求解结果表明,通过优化设计可使减速器的体积减少12.38%.
【总页数】4页(P79-82)
【作者】张彩丽
【作者单位】陕西科技大学机电工程学院,陕西,西安,710021
【正文语种】中文
【中图分类】TH12
【相关文献】
1.基于PRO/E的双摆线钢球减速器的参数化设计技术的研究 [J], 高东强;姚素芬;李进
2.双摆线钢球减速器原理设计及摆线沟槽的数控加工 [J], 李思益
3.基于UG的双摆线钢球减速器的三维建模技术 [J], 姚素芬;高东强;李进
4.基于遗传算法的摆线钢球行星减速器优化设计 [J], 王立星;朱俊平;秦贞沛;戚烈
5.双摆线钢球减速器摆线槽的设计及数控加工 [J], 吴勤保;冉朝;辛晓锋
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摆线钢球论文:摆线钢球行星减速器优化设计及有限元分析【中文摘要】机械传动在机械工程中的广泛应用,以及在实际应用中对机械传动的高要求,使得新型传动结构的研究成为热门。
本文研究的是新型行星传动——端面啮合摆线钢球行星传动减速器,它有着体积小、效率高、承载能力强等优点,对其进行结构和性能上的优化分析,有利于提高产品质量、降低生产成本,这在实际生产中有着十分重要的意义。
本文在参考大量文献的基础上,对其机械结构及传动原理作了详细的分析,以体积最小和效率最高为目标函数对其结构和性能进行优化,并绘制了优化后的减速器的三维实体装配图,最后对主要结构部件进行力学分析。
本文主要分以下几个方面来研究:第一、分析摆线钢球行星减速器的结构构成及其传动原理,根据减速器的结构特点、初始条件和研究所期望的目标,确定了优化数学模型的设计变量和两分目标函数,并用线性加权法统一了目标函数;在参阅大量文献的基础上,编写钢球与行星盘摆线槽和环形槽啮合强度计算公式、发生根切计算式、设定各参变量的适用范围并分析了各设计变量的大小变化对机构体积和效率的影响,最终建立了以体积最小和效率最大为目标的多目标优化数学模型。
第二、运用Matlab工程软件中的遗传算法工具箱对优化数学模型进行优化计算,计算之前根据Matlab编程原理和遗传算法理论编写了本优化计算的M文件,调用工具箱完成优化计算并取得各设计变量值,再将优化设计结果与传统设计方案相比较,得出的结论是:体积减小17.91%、效率提高0.45%。
第三、由优化设计得出的参数值,运用Pro/E软件绘制出减速器的行星盘、中心盘及输出机构三维模型。
查阅工具书资料,选取适合与本减速器的零部件,如:油杯、螺塞、密封圈、轴承等,再由Pro/E组装各零部件图成为一个完整的结构。
第四、对减速器的重要部件(钢球与行星盘)进行理论上的力学分析,计算出行星盘与各个钢球的接触力大小,找到接触力最大处,再用Pro/E将行星盘与钢球接触力最大处截取出来并作相应的简化处理,最后运用ANSYS软件进行分析。
通过ANSYS的接触力学分析显示,ANSYS的分析结果与理论计算值相差2.23%,在许可范围之内,也验证了力学分析的正确性。
【英文摘要】The application of mechanical transmission in mechanical engineering is widely, and the higher request is put for mechanical transmission in practical application, these make the new transmission structure research become popular. This study is a new-style planetary transmission mechanism —Tip-to-face meshing steel ball planetary reducer, It has some good points, for example: small size, high efficiency, carrying capacity is strong, etc. We do optimized analysis for structure and performance to it. For these, in actual production stage we can improve product quality and reduce production cost,so it has a very important significance. This paper base on a large number of documents, and we make a detailed analysis on the mechanical structure and the transmission theory. We make theleast volume and the highest efficiency for target function and optimization for structure and performance, mapped a 3d entity of assembly drawing for the optimized reducer, do some research on the main struction , at last, compare the results of analysis.This text mainly divides the following several respect to study:First, analyze the cycloid steel ball planetary reducer structure and its transmission principle, according to the structural characteristics, initial condition and institute expected objective, confirming that optimizes the design variable of the mathematical model and two points of goal functions, and unifying the goal function by linear weighting method; Refer to a large number of documents, we write the steel ball and planetary disk cycloid groove and ring groove meshing strength calculation formula, occurrence root cutting calculation formula, setting the scope of application of each parameter, expounding on the influence of volume and efficiency which caused by the variation of the parameter, set up until volume minimum and efficiency most heavy to optimize the mathematical model for large goal of goal finally.Second, use the hereditary algorithm toolbox in Matlab project software to optimize and calculate to optimizing the mathematical model, have written and originally optimized M file calculatedaccording to Matlab programming principle and hereditary theory of algorithm before calculating, transfer toolbox finish, optimize, calculate and make all design variable value, compare optimization design result with looks of traditional design plan again, the conclusion drawn is: The volume reduces 17.91%, efficiency to improve by 0.45%. Third, the parameter value obtained by optimization design, use Pro/E software to draw out planet one, the centre one and outputting organization’s three dimensional model of the decelerator. Consult the reference book materials, it is suitable with the spare part of this decelerator to choose, for instance: Oil cup, spiral shell fill enclosing, bearing,etc. in, seal, and then assembled every spare part picture by Pro/E and become an intact structure.Fourth, do the theoretical mechanics research on the important component (The steel ball and planetary disk) of the reducer, calculating the magnitude of contacting force of planetary disk with each ball, finding the biggest point which is the maximum contacting force position, using Pro/E software do a simplified treatment for graph and doing an analysis by ANSYS. Through contact mechanics analysis by ANSYS showed that, ANSYS analysis and theoretical calculation values differ 2.23% which is in the permission range, it also proves the correctnessof the mechanical analysis of this paper.【关键词】摆线钢球少齿差多目标优化 ANSYS 接触分析【英文关键词】Cycloid steel ball Small teeth number difference Multi-objective optimization ANSYS Contact analysis【目录】摆线钢球行星减速器优化设计及有限元分析摘要5-6ABSTRACT6-7第一章绪论10-16 1.1 目的及意义10 1.2 摆线钢球行星减速器国内外研究现状10-12 1.2.1 摆线钢球行星减速器概述10-11 1.2.2 国内外研究现状11-12 1.3 优化设计理论12-13 1.4 接触分析研究概状13-14 1.5 本文研究内容14-16第二章摆线钢球行星减速器优化设计16-31 2.1 摆线钢球行星减速器优化设计的数学模型16-27 2.1.1 选取设计变量16-17 2.1.2 建立目标函数17-20 2.1.3 确定约束条件20-27 2.2 优化算法选择27-28 2.3 应用MATLAB 遗传算法工具箱进行优化计算28-30 2.3.1 非线性约束优化问题数学模型28 2.3.2 Matlab优化函数28 2.3.3 Matlab 遗传算法工具箱应用28-30 2.4 小结30-31第三章减速器三维实体造型31-37 3.1 零部件设计及选择31-32 3.2 绘制行星盘和中心盘三维图形32-35 3.3 绘制装配图35-36 3.4 小结36-37第四章行星盘与钢球的接触分析37-53 4.1 有限元法和ANSYS 概述37 4.2 基于ANSYS 的接触分析37-41 4.2.1 接触类型选定38 4.2.2 接触分析基本步骤38-41 4.3 行星盘力学分析41-45 4.3.1 摆线槽与钢球接触力学分析41-44 4.3.2 环形槽与钢球接触力学分析44-45 4.4 钢球与行星盘接触分析45-52 4.4.1 模型简化与导入45-47 4.4.2 单元选取及参数设置47-49 4.4.3 网格划分与接触对的建立49-50 4.4.4 施加载荷并求解50-51 4.4.5 后处理及结果分析51-52 4.5 小结52-53第五章结论与展望53-54 5.1 结论53 5.2 展望53-54参考文献54-58致谢58-59作者简介59。