彈性弧面凸輪減速機(jī)構(gòu)研究及其運動仿真.pdf

1、本課題是在已有的弧面凸輪減速器的基礎(chǔ)上，引入多滾子接觸，通過分析計算來驗證其對于提高承載能力的作用。在多滾子接觸分析時，本文將從動轉(zhuǎn)盤中的銷軸組件當(dāng)作彈性元件來進(jìn)行處理，充分考慮機(jī)構(gòu)在運轉(zhuǎn)的過程中，銷軸的形變及應(yīng)力與承載轉(zhuǎn)矩的關(guān)系，以及不同的嚙合位置對于銷軸受力形變的影響。
　　 本文主要研究內(nèi)容及取得的主要成果包括以下幾個方面:(1)根據(jù)現(xiàn)有的弧面分度凸輪機(jī)構(gòu)的理論及設(shè)計方法，總結(jié)出適合多滾子嚙合的、連續(xù)傳動的弧面凸輪減速機(jī)構(gòu)

2、的方法;(2)結(jié)合新的設(shè)計方法總結(jié)出適合于計算機(jī)輔助設(shè)計的方法，并運用三維建模軟件UGNX設(shè)計弧面凸輪減速機(jī)構(gòu)的核心組件，主要包括弧面凸輪本體和轉(zhuǎn)盤及滾子銷軸組件。對其建模理論加以分析研究，總結(jié)出一種快捷精確的建模方法;(3)將弧面凸輪減速機(jī)構(gòu)中的轉(zhuǎn)盤組件中的銷軸作為彈性元件，根據(jù)材料力學(xué)中的理論對其進(jìn)行彎曲變形、應(yīng)力應(yīng)變的分析計算。結(jié)合有限元法并運用有限元軟件ANSYS對簡化的模型進(jìn)行相應(yīng)的有限元分析計算，證明三個滾子嚙合時銷軸受力要

3、明顯優(yōu)于單滾子嚙合;(4)對已經(jīng)建立的機(jī)構(gòu)傳動核心組件進(jìn)行有限元分析計算，包括分析嚙合位置的改變對于凸輪與滾子之間的接觸力，以及銷軸的應(yīng)力和形變的影響;(5)利用機(jī)械系統(tǒng)動力仿真分析軟件ADAMS對減速機(jī)構(gòu)的虛擬樣機(jī)進(jìn)行運動學(xué)分析，可以驗證該減速機(jī)構(gòu)的運動可行性及穩(wěn)定性。然后對其分別進(jìn)行剛體動力學(xué)與剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)分析，結(jié)果表明剛體的動力學(xué)性能非常差，而將轉(zhuǎn)盤柔性化后的減速機(jī)構(gòu)系統(tǒng)動力學(xué)響應(yīng)各指標(biāo)均有很大提高，基本滿足實際工況。
　

4、　 本課題的意義在于:(1)在點嚙合、彈性接觸研究的基礎(chǔ)上，提出彈性構(gòu)件的思想，形成彈性弧面凸輪的新接觸模式，豐富彈性弧面凸輪機(jī)構(gòu)理論。通過材料力學(xué)與有限元分析計算方法相結(jié)合，為新的彈性弧面凸輪機(jī)構(gòu)提供分析和計算方法。(2)對于彈性弧面凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用作出擴(kuò)展，設(shè)計出多滾子嚙合的弧面凸輪減速機(jī)構(gòu)，并總結(jié)出該機(jī)構(gòu)簡便快捷的三維建模方法，同時借助于ADAMS軟件對這種減速機(jī)構(gòu)的動力學(xué)特性進(jìn)行詳細(xì)分析，從而進(jìn)一步證明了該機(jī)構(gòu)的可行性，為后續(xù)的