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目前,微小型或微型机电系统产品是高附加值的高科技产品。而微小/微传动机构或减速器是微小型或微型机电系统产品的关键部件,这使得微小机械传动技术的研究开发成为目前机械学科的研究热点之一。
近年课题组研究了一种新型的机械传动机构-微小弹性啮合轮传动机构。该机构用于微小空间内相交轴间的连续传动,在前期研究建立了的刚性模型和弹性模型的空间曲线啮合方程,并进行了相关的实验验证。本文完成的主要内容有:
首先,阐述了微小传动方法的研究意义,介绍了国内外微小传动技术的研究现状;指出了现有微小传动方法的存在的问题和不足,总结了课题组前期的研究成果。
其次,本文在前期研究建立的空间曲线啮合方程基础上,考虑微小弹性啮合轮钩杆直径的影响,建立了刚性模型空间曲线啮合修正方程。该方程把钩杆直径这个重要的参数引入计算公式,使得微小弹性啮合轮机构的设计计算更精确并具有更大的应用价值。并且,应用PRO-E软件进行运动学仿真,验证了所建立的修正方程是正确的。
再次,综合刚性模型微小弹性啮合轮空间曲线方程以及修正方程,应用MATLAB软件,建立了微小弹性啮合轮机构设计计算系统,为微小弹性啮合轮的设计提供了一种简便工具。
最后,进行了微小弹性啮合轮传动的运动学试验。分别根据刚性模型空间曲线啮合方程和修正方程研制两种不同的微小弹性啮合轮传动构杆及试件,并在自制的微小传动性能实验台进行传动机构的运动学对比试验。试验结果表明,空间曲线啮合修正方程更精确,能够保证连续稳定传动。同时改进了从动轮的制造工艺,进一步提高了从动轮的制作精度。