章动齿轮传动减速机构设计与仿真
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摘要
章动齿轮减速传动机构是一种新型的减速传动机构。章动齿轮传动系统是应用章动的数学与物理概念,开发设计出的一类具有大轴角外形结构的锥齿轮传动系统。章动齿轮传动系统的诸多优点决定了它在实际工程中具有广阔的前景。
     本文以渐开线直齿圆锥齿轮章动传动原理、传动比计算、结构设计、参数化虚拟装配和运动仿真等基本问题为研究目标,主要完成了以下工作。
     推导了章动齿轮传动机构传动比的计算公式,分析研究了渐开线齿轮章动传动中的各种干涉问题,为后续的章动齿轮减速器的三维建模和运动仿真工作提供了理论依据。
     提出了基于渐开线的内锥齿轮和外锥齿轮三维实体精确参数化建模的原理和方法。
     在章动传动减速器的总体结构设计的基础上,进一步完成了基于PRO/ENGINEER平台的渐开线直齿锥齿轮章动传动减速机构实体的三维建模和整机参数化虚拟装配。
     应用章动减速理论,设计了一种章动齿轮减速机构,基于PRO/ENGINEER建立了其三维实体模型并进行了运动仿真,通过运动仿真结果的正确性一方面从理论上验证了章动减速原理应用于减速传动机构中的可行性和正确性;另一方面也验证了章动齿轮减速机构设计的正确性。
     提出了用整机参数化虚拟装配来研究章动齿轮减速机构性能的方法,得出了章动角对章动齿轮减速机构性能的影响规律。
Nutation gear speed reducer drive is a kind of new-style speed reducer drive. nutation gear drive system is a kind of bevel gear transmission system which has big axial angle contoured structure that is designed with nutation's mathematical and physical conceptions. nutation gear speed reducer drive has very developmental future in practical engineering.
     This paper focuses on the basic problems which include the principle, transmission ratio formula, construction design, parameterization dummy assembly, digital simulation of running for nutation drive.
     This paper works out the calculating formula of the transmission ratio of nutation gear speed transmission drive, analyzes and studies different kinds of interference problems of involute nutation gear drive, and supply the theoretical gists for subsequent 3D modeling and movement simulating of nutation gear reducer.
     The principles and methods for accuracy parameterization modeling of the internal and external involute bevel gears are put forward.
     On the basis of the whole construction of the reducer, the 3D modeling and virtual assembling by parameterizing for the decelerating device of the nutation gear have been completed in PRO/ENGINEER system.
     Based on the PRO/ENGINEER, this paper applies nutation theory to design a kind of decelerating device of the nutation gear, establishes its 3D solid model and simulates its movement simulation. Through the correct result of movement simulation, on the one hand it confirms the feasibility and the validity of nutation theory to apply in the gear decelerating and driving mechanism is tested; on the other hand the the validity of the design for decelerating device of the nutation gear.
     This paper puts forword the method of researching the function of decelerating device of the nutation gear by parameterization dummy assembling and works out the impact rules of (angle of nutation drive to function of decelerating device of the nutation gear.
引文
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