摆线针轮传动啮合力分析及动力学仿真.pdf

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1、2011年第3期现代制造工程(ModernManufacturingEngineering)设备设计／诊断维修／再制造摆线针轮传动啮合力分析及动力学仿真。邢利娜，陈小安(重庆大学机械传动国家重点实验室，重庆4．00030)摘要：基于针轮对摆线轮啮合作用力的计算公式，利用Matlab软件选择不同的修形参数进行修形摆线轮与针轮啮合作用力的计算，得出修形摆线轮在与针轮的啮合过程中，随着径向间隙的增大，啮合齿数减少，最大啮合作用力增大。分别对建立的修形与标准两套摆线轮减速器模型进行动力学仿真分析，通过运动曲线验证了模型的正确性，求解出考虑摩擦因素的动态啮合作用力，并与通过理论公式得出的啮合作用力

2、进行比较，为工程上进行力分析提供依据。关键词：摆线传动减速器；动力学分析；啮合作用力中图分类号：TPl3文献标志码：A文章编号：167l_3133(2011)03卅130—05MeshingforceanddynamicsimulationofcycloidaldriveXINGLi—na．CHENXiao．an(TheStateKeyLaboratoryofMechanicalTransmission，ChongqingUniversity，Chongqing400030，China)Abstract：Themeshingforcebetweencycloidalgearwithdif

3、ferentprofilemodificationandpinwheeliscMcMatedbasedontheformulaformeshingforceusingMaflab．Itisconcludedthatthenumberofmeshingteethreduceandthemaximummeshingforceincreasewhiletheradialclearanceincrease．Thedynamicanalysisofthecycloidreducersincludingstandardcycloidreducerandprofilemodificationcyclo

4、idreducerwhicharemademodelsusingUGhasbeenperformed．Tobecompared．tlledynamicmeshingforcewithfrictionisobtainedfromthedynamicanalysiswhichisverifiedthroughthemovementcurveswhichtakeanreferencefortheanalysisofforceonengineering．Keywords：cycloidreducer；dynamicanalysis；meshingforce0引言摆线传动因具有结构紧凑、体积小、重

5、量轻、传动比范围大、传动效率高、传动平稳可靠和使用寿命长等特点而得到广泛应用。摆线针轮行星传动中摆线轮与针齿啮合时的受力分析已形成一套基本有效的计算方法，分别对标准齿形摆线轮与针齿处于理论上的无隙啮合时以及修形齿形摆线轮与针齿有隙啮合时的啮合作用力进行计算。而这些算法都是在一定的假定情况下按静态分析方法进行计算的，与实际测量的啮合作用力仍存在一定的误差。目前国内外文献很少有关于啮合作用力的运动仿真，而通过运动仿真计算出的啮合作用力更具有参考价值。本文以一个小功率的摆线轮单项输出减速器虚拟样机为例，在现有啮合作用力计算方法的基础上，根据不同径向间隙和修形量计算分析其对啮合作用力的影响，并通

6、过ADAMS软件进行动力学仿真分析，分别对修形和未修形的两组摆线轮减速器模型进行啮合力计算，并与利用Matlab软件计算的摆线轮对针轮的啮合作用力进行对比验证。l基于UG的摆线传动参数化建模为了对比修形前后摆线轮在传动过程中对针轮的啮合作用力，利用UG软件分别装配一套不修形的标准摆线轮减速器和一套修形的摆线轮减速器，并进行干涉分析。这两套减速器除摆线轮修形参数以外其余参数均相同，下文以修形与标准代指。摆线轮单项输出减速器虚拟样机的功率为0．4kW，转速为700r／min，传动比为11。其中修形摆线轮采用正移距和正等距组合的修形方式，摆线轮参数如表1所示。对于摆线轮减速器的建模，其难点就在

7、于摆线轮齿廓曲线的建立，本文利用UG的“表达式”命令来创·重庆市自然科学基金资助项目(CSTC2009BA3020)；“211工程”三期建设项目(s-09106)’130邢利娜。等：摆线针轮传动啮合力分析及动力学仿真2011年第3期表1摆线轮参数建摆线修形齿廓的曲线方程，利用“规律曲线”命令来实现摆线轮齿廓曲线的建立。分别创建摆线轮、输入轴(偏心套)、针轮、箱体、柱销、柱销套和输出轴等零件的模型，然后进行装配。在装配过程中要注意装配