何胜勇[1]2002年在《行星摆线针轮减速机虚拟样机的建造与有限元分析》文中认为虚拟样机作为产品设计的一项新技术，对传统的产品设计方法是一次革命。通过虚拟样机技术，工程师可以通过机械系统运动仿真，在产品设计阶段发现产品设计中的潜在问题，并快速进行修改，减少了对于物理样机的依赖，这样不仅可以节省成本，缩短产品开发周期，而且可以提高产品性能，增强产品竞争力。 本论文针对行星齿轮减速机构设计中存在的问题并根据实际工程需要，在多体动力学理论基础上，利用CAD／CAE软件UG、ADAMS以及ANSYS构建了集成的系统平台，并在此基础上，对XW-8175-Ⅱ型摆线针轮减速机构进行了性能仿真。本论文完成的主要工作包括：1、利用机械系统仿真软件ADAMS建立了摆线针轮减速机构的虚拟样机模型，通过对其进行运动学及动力学仿真，分析了模型的传动比、传动误差及干涉情况，并输出了关键机构的载荷时间历程。2、利用有限元分析软件ANSYS建立了摆线针轮减速机整机构的FEA模型，同时结合运用ANSYS和ADAMS建立了摆线针轮减速机构的关键部件——针齿和摆线轮的柔性体模型，并进行了应力应变分析。3、探讨了ADAMS与ANSYS的接口问题，从而实现了建立在UG-ADAMS-ANSYS软件环境下具有一定意义的计算机辅助工程设计(CAE)。 其中的虚拟样机建造方法与有限元分析手段在共同建立的联调平台下解决复杂机械系统设计及性能仿真方面具有理论意义与实用价值。
王彩梅[2]2001年在《行星摆线针轮减速机虚拟样机的建造与性能仿真》文中认为新产品开发中物理样机的制造及实验的瓶颈问题引发了虚拟样机逐步替代物理样机的技术革命。本文以工程应用的实际课题为背景，依托信息、仿真等高新技术，借助国际流行的高端CAD／CAE／CAM／PDM软件，创建了UG-ADAMS-ANSYS叁位一体的面向并行工程的XW-8175-11型行星摆线针轮减速机构的虚拟样机建模与仿真环境，实现了数字化建模、装配与虚拟样机仿真、分析的集成。 论文从以下几方面进行了分析与探讨：1、基于产品概念设计的参数化造型方法增强了产品并行开发的能力，有利于把设计与造型两阶段溶为一体，从而在产品详细设计阶段开发设计思路，缩短设计周期；2、探讨了在软件集成环境下（UG-ADAMS-ANSYS）复杂机械系统虚拟样机实现的方法、手段及关键技术，并以行星摆线针轮减速机构为研究内容建立了虚拟样机，最后仿真证明该样机具有一定的可靠性；3、仿真中笔者对该摆线针轮减速机构进行了动力学分析，探索了关键部件承受的交变载荷情况及运动特征和不同载荷工况及短幅系数k1对系统性能的影响，从而为今后系统优化及振动、噪音寿命的分析提供了重要的数据信息，也为系统的有限元分析奠定了良好的基础；4、提出了一个操作性较强的行星摆线针轮减速机结构体系，该系统对其它机械系统同样具有适用性。 该摆线针轮减速机构的虚拟样机模型及仿真结果已经由天津减速机总厂技术认定具有较好可靠性与实用价值。
关天民[3]2005年在《FA型摆线针轮行星传动齿形优化方法与相关理论的研究》文中提出摆线针轮行星传动具有传动比范围大、结构紧凑、可靠性高和寿命长等显着特点,因而获得了广泛的应用,研究也不断深入。该传动不仅广泛应用于通用传动领域,而且在微机械、机械人传动装置、精密机械传动、超小型传动、宇航设备,测量仪器、住宅智能化和高技术设备等方面有诱人的应用潜力。 在摆线针轮行星传动家族中,FA型摆线针轮行星传动变速器是一种新的传动装置。与一般的摆线针轮行星传动相比,它具有体积小、重量轻、传动比范围大、传动比的多样性、寿命长、刚度大、回转精度高、精度保持稳定、效率高、传动平稳等一系列的优点。该传动设计采用了许多先进的理念和技术,应用一种创新的结构形式,因此该种FA型针摆传动有效地克服了传统的结构不足,提高了传递的功率和容量,提高了传递的精度。 论文对此进行了系统的综述和分析,并提出了论文的主要研究内容。针对该传动的结构特点,论文从理论上和实际应用两方面研究并解决了以下几个问题: 1.在摆线针轮行星传动摆线轮和针齿齿面受力分析理论方面,提出了一种更加适用于工程实际的齿面有隙啮合受力分析的方法。该方法可以比较精确地计算在整个传递过程中针齿和摆线轮齿面接触力的大小和变化范围。该方法既有效地克服了按标准齿形进行理论受力分析计算误差大的缺点,又证明文献[1]中提出的理论只计算了整个传递过程中针齿和摆线轮齿面接触力的其中一个位置,是本文方法的一种特例。 2.通过对摆线轮和针齿齿面受力分析有限元计算,证明了本文提出的受力分析方法的正确性。两种受力分析计算结果在针齿的受力、同时接触针齿、接触应力的数值分布上均呈现了一致性,且两者最大接触应力的误差在5%左右。 3.在销孔式输出机构受力分析方面,首次提出了一种采用有隙啮合原理进行柱销与摆线轮上的柱销孔之间接触力的计算理论与方法,并推导出一套完整的计算公式,利用该理论比较准确地获得了柱销在整个转动过程中受力的变化区间,以及各个针齿的参与传递扭矩区间。计算结果表明了本文的计算方法更加接近于工程实际。 4.齿面修形理论与方法是国外保密的核心技术,本文在调研各种修形方法的基础上,基于齿面接触状态最佳的原则,首次提出了“反弓齿廓”概念,并给出了利用“负移距+正等距”简单组合修形方法获得反弓齿廓的条件,反弓齿廓初始间隙的计算方法,并采用优化理论获得了最佳的反弓齿廓所需要的“负移距+正等距”组合修形量。受力分析计算结果表明,最佳的反弓齿廓的接触状态可以达到最佳的受力状态。 5.在对FA型针摆传动几何回差和动态回差深入分析的基础上,针对高精传动的特点,本文提出了采用“负等距+正移距”的修形方法可以获得“弓背齿廓”的方法,而“弓背齿廓”的回差可以通过选择不同的修形量来满足。本文还提出了通过搜索计算获得满足许用回差的“弓背齿廓”修形量的计算方法。 6.在FA型摆线针轮行星传动变速器的研究方面,利用本文所提出的理论和研究成果,采用优化设计理论,对FA型针摆传动中的结构主要参数进行优化设计,编制了相关参数优化软件,并以FA45-59型号为例进行了产品设计,并由合作厂生产出样机。整机性能实际试验的结果表明了本文研究方法的正确性。
刘蓬勃[4]2006年在《新型摆线针轮行星传动研究》文中研究表明传统的摆线针轮减速器通常采用两片相同的摆线轮以偏心相差180°布置的结构。这种结构型式不仅转臂受力大，而且内外圈相对转速高于输入轴的转速，使得摆线轮与偏心套之间的转臂轴承成为整个机构中的薄弱环节；另一方面，转臂轴承的尺寸受输出结构大小的影响，使得减速器传递的功率受到限制。为了克服传统结构摆线针轮减速器的上述缺陷，提高传递功率、传动效率和承载能力，本文采用了叁片偏心方向相距120°的摆线针轮新型行星传动结构。论文围绕这种新型减速器的设计方法、理论分析、传动试验等若干问题展开深入系统地研究，取得了一些有价值的研究成果。主要研究工作及取得的成果如下：1．介绍新型摆线针轮行星传动的基本结构、特点和运动原理，确定了摆线轮的偏心方向和修形方法，完成了摆线针轮减速器的总体方案和结构设计。2．建立了新型摆线针轮行星传动的数学模型，并详细计算了样机的各个主要参数。3．具体分析了针齿与摆线轮、输出机构的柱销套与摆线轮、转臂轴承的作用力情况，并建立其计算方法；分析摆线轮与针齿间表面和输出机构柱销的主要失效形式，从而建立其强度计算方法；利用计算方法输出计算结果并进行比较分析。4．利用Pro／ENGINEER软件，确定建立叁维模型的过程，并建立样机的叁维实体模型，然后绘制二维工程图。5．在磁粉制动试验台上对样机进行整机传动试验，验证了设计的正确性，并对结果进行总结评价。本课题研制了一种新型摆线针轮行星传动的普通型样机，并通过了整机试验。样机的主要技术指标基本接近国际同类产品的水平，从而验证了本文相关研究结果的正确性。
邢利娜[5]2010年在《摆线针轮行星传动参数化设计及软件开发》文中研究表明摆线针轮行星传动以其外廓尺寸小、传动比大、承载能力强和传动效率高等众多优点得到广泛的应用。在深入研究摆线针轮行星传动的研究现状的基础上,介绍了摆线针轮行星传动的原理、摆线轮齿廓的形成原理、摆线轮的标准齿廓方程和通用齿廓方程以及摆线轮的常用修形方法;讨论了摆线轮齿廓的最佳修形方法,计算了摆线轮齿廓的最佳修形量以及修形后摆线轮与针轮之间的最大啮合作用力;得出了粗略计算摆线轮的最佳修形量的计算公式以及摆线轮齿廓工作部分区间的选定对搜寻摆线轮最佳修形量的影响较小的结论;开发出一组实现一齿差和二齿差的摆线针轮行星传动参数化设计计算以及摆线轮最佳修形量的计算和摆线轮齿廓曲线的绘制的软件,并通过实例进行设计计算以及建模仿真验证软件的准确性和可靠性;建立了简化的摆线针轮行星传动样机模型,进行了动力学仿真分析,求解出考虑了摩擦的动态啮合作用力,并与采用标准齿廓的摆线轮的样机的仿真分析进行对比,得出在摆线轮为标准齿廓时,理论计算的摆线轮与针轮之间的啮合力与运动分析的结果基本相同,而在摆线轮为修形齿廓时,理论计算得到的摆线轮与针轮之间的最大啮合力较运动分析的结果稍小,为工程上进行力分析提供依据。
韩玉铭[6]2005年在《新型水泥土复合桩成型机的研制与开发》文中进行了进一步梳理本课题研制的新型多功能水泥土复合桩成型机是一种新型的复合桩施工的专用机械,它的施工效率高,成桩质量好,成本低,能够一机多用,是一种具有良好发展前景的桩工机械。 本文完成了新型多功能水泥土复合桩成型机的总体方案设计及其关键零部件设计,在研制中采用了先进的设计方法,利用Pro/E进行了虚拟设计和装配,提高了设计效率,减少了出错的机率;利用ADAMS建立了虚拟样机模型,分析了真实工程条件下的工作特性,为样机的设计制造提供了可靠的依据;应用有限元分析理论对关键零部件进行了分析,提出了改进的方案,提高了设计的可靠性。 研究表明,本机是个成功的设计,适用于软土地基的桩基础处理,有着广泛的应用前景,具有良好的普遍性和实用性,将对桩工机械发展起到一定的推动作用。
魏书华[7]2006年在《基于虚拟样机技术的圆柱齿轮减速器的设计研究》文中研究指明减速器作为一种最常用的传动装置，目前已经广泛应用于生产的各行各业中，根据减速器应用场合的不一样，对减速器的结构和性能要求也有所区别。但是，由于在减速器的传统设计过程中，设计者主要根据以往的设计经验，结合大量的经验公式和设计参数来进行具体的设计，很难实现减速器的优化设计。为了解决减速器的设计周期长，设计成本高，传动质量较低等问题，本文把虚拟样机技术应用到减速器的设计优化中。 虚拟样机技术是一种崭新的产品开发方法，它是一种基于产品的计算机仿真模型的数字化设计方法。利用虚拟样机技术，可以使产品的设计者、使用者和制造者在产品研制的早期，在虚拟的环境中直观形像地对虚拟的产品原型进行设计优化、性能测试、制造仿真和使用仿真，这对启迪设计创新、提高设计质量、减少设计错误、加快产品开发周期有重要意义。 本文在虚拟样机技术理论的指导下，在国外高新软件——CAD／CAE／CAM特征造型工具Pro／E(PRO／ENGINEER)、机械动力学仿真软件ADAMS(Automatic Dynamic Analysis Mechanical System)和有限元分析软件ANSYS集成系统基础上，对圆柱齿轮减速器进行了研究。首先利用Pro／E软件对其进行了叁维参数化建模和装配，并进行了运动学分析，验证了模型的正确性和合理性；然后利用机械动力学仿真软件ADAMS对减速器传动系统进行了动力学分析，计算了齿轮激振力的大小，为后面的有限元分析提供了必须的边界条件；在此边界条件下，利用有限元分析元件ANSYS对圆柱齿轮减速器的关键零部件——齿轮、轴等进行了有限元静力学和动力学分析，校核了其各项性能，为优化设计提供了理论依据；最后利用有限元分析软件ANSYS对输出轴进行了优化设计，并阐述了利用虚拟样机技术对圆柱齿轮减速器进行系统优化设计的理论思想和方法。本课题所使用的设计思想和方法同样适用于其它产品。
王艳芳[8]2005年在《摆动活齿减速器虚拟样机建模及性能仿真研究》文中进行了进一步梳理摆动活齿减速器是一种用于传递两同轴间回转运动的新型少齿差行星齿轮减速器,具有结构紧凑、传动比范围大、承载能力强和传动效率高等特点,应用前景广阔。虚拟样机技术作为一种崭新的产品开发方法,同传统的设计方法相比,它不仅可以在实际制造物理样机之前通过虚拟样机来方便地修改设计,缩短产品开发周期,降低成本,而且还可以提高产品性能,增强市场竞争力,加速新技术向新产品的转化。应用虚拟样机技术对摆动活齿减速器进行系统设计和性能仿真,寻求产品最优化设计,具有十分重要的意义。 本文在摆动活齿传动理论研究的基础上,利用CAD/CAE软件,创建了Solid Edge-ADAMS-ANSYS集成系统平台,对摆动活齿减速器进行虚拟样机建模和性能仿真,实现了虚拟设计、装配和系统仿真研究。本论文研究的内容主要包括:1、基于齿轮啮合原理,对摆动活齿传动的工作原理、特点和传动比进行分析,对齿形进行综合正解,为进一步进行齿廓修形提供了理论基础:2、建立了摆动活齿减速器虚拟样机模型,完成了虚拟设计和装配,实现了变量化设计;3、对Solid Edge和ADAMS之间的模型数据转换进行初步探讨,成功完成二者之间的几何模型转换;4、探讨了在软件集成环境下复杂机械系统虚拟样机实现的方法、手段及关键技术;5、通过对摆动活齿传动样机模型进行动力学仿真,探讨了关键部件承受的载荷情况及运动特征,分析了不同工况对系统动力学性能的影响,为今后系统优化及振动、噪声寿命的分析提供了重要的依据;6、利用相似理论对虚拟样机的有效性进行验证,证明了摆动活齿减速器虚拟样机系统的有效性。
尚彦鑫[9]2015年在《内平动分度凸轮机构的减振降噪研究》文中进行了进一步梳理随着当前机械产品向自动化方向的不断发展,类似于内平动分度凸轮机构的自动机械在机械产品中的地位日益显着。内平动分度凸轮机构是由输入轴、分流齿轮、分流轴、偏心套、双凸轮、针轮、输出轴和箱体组成,具有高度的非线性特点及耦合效应。本文在内平动分度凸轮机构有限元分析的基础上进行了机构的振动和噪声分析并提出优化方案,这将对样机的动态优化提供充分的理论指导并对推进样机的市场化有很高的理论意义和实用价值。首先,本文利用ADAMS和ANSYS使机构输出轴柔性体化,建立了刚柔耦合动力学模型并进行动力学分析,得出一个周期内12个针齿的受力情况和输出轴质心的的振动情况。其次,本文在凸轮静平衡的前提下进行机构的动平衡,利用四杆联动平衡式方程计算出凸轮惯性力,利用广义质量替代法设计出机构的平衡配重的形状和安装位置。利用ADAMS对添加配重后的模型进行动力学分析,验证了动平衡能有效降低输出轴质心的振动。继而,从齿轮啮合和针齿凸轮啮合原理的角度出发,分析了加工误差和弹性变形对于机构啮合冲击的影响。结合声学理论分别计算出齿轮传动系统和针齿凸轮传动系统的声学特性参数(如声压和声辐射功率等),从而近似计算出整机噪声。再次,考虑到箱体对整机振动与噪声的影响,利用Workbench对箱体进行谐响应分析以获得箱体的振动情况,利用SYSNOISE对箱体进行声学分析以获得箱体的辐射噪声和辐射声功率等参数并对箱体进行结构优化并验证。最后,总结可实现的优化方法改进样机结构并进行样机实验。样机的成功运行证明内平动分度凸轮机构传动的可行性,对样机噪声的实验研究验证了以上优化方案的可行性,这为进一步降低机构的振动与噪声,改善其动力学特性,推进机构市场化进程奠定了基础。
卢巍[10]2004年在《两级同轴式双环减速器研制》文中进行了进一步梳理两级同轴式双环减速器是在渐开线少齿差行星齿轮传动的基础上，为适应现代机械对传动技术的新要求而开发的一种新型传动装置，它是由一级普通圆柱齿轮传动和一级双环齿轮传动构成，既保留了原环式减速器优良的承载能力和过载能力，又克服了环式减速器不适宜高速这一缺点。因此，对这种新型传动机构在理论上进行分析研究、揭示两级同轴式双环减速器的传动机理、运动规律及几何参数设计方法具有重要学术价值和和工程实用价值。 论文在分析研究现有环式减速器存在问题的基础上提出了一种新型环式减速器——两级同轴式双环减速器，在讨论环板内啮合的主要限制条件及内啮合齿轮传动干涉验算条件的基础上，编制了少齿差内啮合齿轮传动变位系数的计算程序，并对该减速器的几何参数进行了设计计算。为了便于进一步研究这种传动形式的合理性，解决实际应用中的各种问题，本文对两级同轴式双环减速器受力情况进行了分析研究。利用I-DEAS软件对两级同轴式双环减速器的进行了实体几何建模和虚拟装配，并对该减速器关键零部件强度进行了有限元分析，对该环式减速器的强度和承载能力进行研究，利用接触问题有限元的方法对两级同轴式双环减速器内啮合副多齿啮合的载荷分配进行定量分析，在此基础上设计制造出了样机。 为了进一步检验本文所提出的两级同轴式双环减速器理论的正确性和实用性，在齿轮传动实验台上对所设计的样机进行了实验。实验结果表明，该样机各项性能达到其设计要求，在额定转速和额定转矩下，其传动效率可以达到96％，其它各项性能指标超过国内同类产品的水平。
参考文献：
[1]. 行星摆线针轮减速机虚拟样机的建造与有限元分析[D]. 何胜勇. 中国农业大学. 2002
[2]. 行星摆线针轮减速机虚拟样机的建造与性能仿真[D]. 王彩梅. 中国农业大学. 2001
[3]. FA型摆线针轮行星传动齿形优化方法与相关理论的研究[D]. 关天民. 大连交通大学. 2005
[4]. 新型摆线针轮行星传动研究[D]. 刘蓬勃. 国防科学技术大学. 2006
[5]. 摆线针轮行星传动参数化设计及软件开发[D]. 邢利娜. 重庆大学. 2010
[6]. 新型水泥土复合桩成型机的研制与开发[D]. 韩玉铭. 山东大学. 2005
[7]. 基于虚拟样机技术的圆柱齿轮减速器的设计研究[D]. 魏书华. 山东科技大学. 2006
[8]. 摆动活齿减速器虚拟样机建模及性能仿真研究[D]. 王艳芳. 山东大学. 2005
[9]. 内平动分度凸轮机构的减振降噪研究[D]. 尚彦鑫. 天津科技大学. 2015
[10]. 两级同轴式双环减速器研制[D]. 卢巍. 重庆大学. 2004
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