弧面凸轮行星机构传动分析与三维建模研究

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1、学校代码：１０７０８论文分类号：２１６０５００１学号：ＳＨＡＡＮＸＩＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ硕士学位论文Ｔ＇ｈｅｓｉｓｆｏｒＭａｓｔｅｒｓＤｅｇｒｅｅ弧面凸轮行星机构传动分Ｗ析与三维建模研究Ｉ：＝＝ｊｔｉｌ：｜＇论文提交日期：２０１８年３月屬■画｜｜圓论文答辩曰期：２０１８年５月￥Ｈ：丨学位授予单位：陕西科技大学■＾＾■■■１■■申请工学硕士学位论文论文题目：弧面凸轮行星机构传动分析及三维建模研究学科门类：工学一级学科：机械工程培养单位：

2、机电工程学院硕士生：刘蓓蓓导师：曹巨江2018年5月DriveAnalysisand3DModelingStudyoftheGloboidalCamPlanetaryMechanismAThesisSubmittedtoShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringScienceByBeibeiLiuSupervisor:Prof.JujiangCaoMay2018弧面凸轮行星机构传动

3、分析与三维建模研究摘要本文针对球形齿弧面凸轮行星机构，采用理论研究与样机分析验证的方法，以完善传动啮合理论、寻求复杂空间齿廓高效精确建模方法、验证机构传动形式与特性为目的，研究了机构的传动方式、啮合理论、压力角、建模新方法，并分析了其虚拟样机以及3D打印实体样机等，研究补充完善了机构传动啮合方面的理论知识，为机构的模型建立提供了新的思路，也为进一步研究做了铺垫。本文主要工作内容如下：（1）介绍了弧面凸轮行星机构的结构组成以及结合机构简图对机构可实现的两种不同传动形式进行分析，得到不同传动形式下的传动比计算公式以及各构件之间正确的啮合条件和装配条件。通过建

4、立空间坐标系推导了行星轮与内外弧面凸轮接触时的啮合方程、接触线方程，以及内外弧面凸轮的齿面方程，为后文研究做准备。（2）作为啮合理论方面的补充，针对球形齿的弧面凸轮行星机构，结合一般弧面凸轮的压力角计算方法，分别对内弧面凸轮作为动力输出构件时，行星轮与内外弧面凸轮啮合时的压力角，以及行星架作为动力输出构件时，行星轮与内外弧面凸轮啮合时的压力角公式进行推导，确定其压力角影响因素，采用正交试验分析了各压力角影响因素对压力角的相对影响的大小，利用统计得到的三个压力角的值进行同向对比，总结出同一因素对于整机压力角的影响规律。（3）探索了针对具有复杂空间曲线的弧面

5、凸轮行星机构的三维建模方法。在Creo中，采用模拟加工路径法以及模拟运动轨迹法分别建立得到弧面凸轮行星机构的整机模型，模拟装配并进行干涉检查，模拟加工法得到的模型存在一定的干涉，模拟运动法得到的模型无干涉。在此基础上验证了模拟运动法同样适用于可装配多种行星轮数目的弧面凸轮行星机构，并应用于鼠笼式新机构的模型建立。（4）利用模拟运动法得到的各构件模型，在Creo中建立了虚拟样机，进行两种运动形式下的运动学仿真和各构件传动速度测量，通过AnsysWorkbench分析了6齿和3齿不同啮合点数下，各构件应力分布的情况。利用3D打印技术分零件打印再组装得到的实体

6、样机进行实际传动。通过对虚I拟样机和实体样机的分析和研究，验证了传动啮合特性与三维建模方法的正确性。本文以传动啮合分析为基础，主要求解了两种传动形式下的机构压力角及变化规律，结合两种传动规律利用模拟运动法完成机构的精确建模，并通过虚拟样机和实体样机实现了两种传动演示和分析，得到的理论结论和样机将有助于后续对机构的进一步研究。关键词：弧面凸轮行星机构，减速机构，传动分析，三维建模，压力角IIMeshingAnalysisand3DModelingStudyoftheGloboidalCamPlanetaryMechanismABSTRACTInthisth

7、esis,thetransmissionmode,meshingtheory,pressureangleandnewmodelingmethodofthemechanismarestudied,anditsvirtualmodelmachineandprintingmodelmachineareanalyzedinordertolookforahighefficientandaccuratemodelingmethodandverifytheformandcharacteristicofmechanismtransmissionbythewayofthe

8、oreticalresearch,analysingandverifiyingm