【摘 要】
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本课题来源于国家自然科学基金项目(9204820005)。3K行星减速器具有速比大、体积小等优点,在国防装备、机器人等领域有广泛的应用。其精度、效率和侧隙等是其重要的性能指标。论文针对某低速重载用3K行星减速器的精度、侧隙和效率等特性开展理论和仿真分析。由于加工和安装等导致的偏心误差是形成大周期传动误差和周期性侧隙的主要来源。在变负载工况下,侧隙的存在是导致齿背面啮合时形成的回差也是影响传动精度的
【基金项目】
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国家自然科学基金项目(9204820005)
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本课题来源于国家自然科学基金项目(9204820005)。3K行星减速器具有速比大、体积小等优点,在国防装备、机器人等领域有广泛的应用。其精度、效率和侧隙等是其重要的性能指标。论文针对某低速重载用3K行星减速器的精度、侧隙和效率等特性开展理论和仿真分析。由于加工和安装等导致的偏心误差是形成大周期传动误差和周期性侧隙的主要来源。在变负载工况下,侧隙的存在是导致齿背面啮合时形成的回差也是影响传动精度的主要因素。同时,轮系传递效率也会直接影响系统性能。本文分别从传动精度和传动效率两个方面出发,探讨了3K-I型行星齿轮的传动性能。本文主要研究内容包括:(1)提出了含有偏心误差的3K-I型行星齿轮无负载工况下的传动误差和回差计算模型。无负载工况下,利用传动误差解析模型推导瞬时节点、传动比误差与传动误差之间的数学等价关系;利用回差解析计算模型,推导中心距增量、圆周侧隙与回差之间的等价关系,为传动误差与回差的仿真分析提供了理论依据。并且采用蒙特卡洛法模拟出初始相位对传动误差和回差总成的影响。(2)运用软件RecurDyn进行多体动力学仿真,在软件中建立了所有构件都有偏心误差的实体模型,验证了解析模型的正确性。对交变负载下齿轮的动态传动误差进行了仿真研究,对含有时变侧隙的模型进行了探讨,针对随转动频率和啮合频率变化的负载工况下的模型进行仿真,探究了理论传动误差、动态传动误差与回差之间的关系。结果表明,负载方向发生变化越快,时变侧隙对动态误差的影响越大,动态误差的波动越大,机构受到的冲击越明显。(3)通过建立单对齿外啮合、内啮合齿轮副的瞬时效率模型,对齿轮的啮合状态进行了详细的分析,推导了单对齿轮传动的正向驱动瞬时啮合效率和反向驱动瞬时啮合效率,并利用MATLAB软件编程并画出瞬时效率图进行对比。通过优化变位系数提高瞬时效率。(4)针对3K行星齿轮机构运用单元分析法和替换法求解总体效率表达公式,并根据单对齿轮的瞬时效率替换K-H机构的效率得到行星轮机构的瞬时啮合效率表达式。最后,对某一参数下的行星齿轮运用MATALB编程对瞬时效率进行计算、优化与分析。
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