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随着科学技术水平和社会生活水平的提高,机电产品微小型化成为趋势之一。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。
本文是在课题组多年研究管道微机器人驱动器的基础上,提出了一种新型的传动方法一微小弹性啮合轮传动方法。该方法用于微小空间内相交轴间连续传动,通过主、从动轮上钩杆的渐次啮合来实现运动和动力的传递。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,首先简单的介绍了在建立理论模型过程中所需要的有限元分析方法,介绍了固体非线性变形理论中的Green应变,拉格朗日应力,虚功平衡方程等一些基本知识。然后以有限元理论和固体非线性变形理论为基础,对空间曲线弹性钩杆进行了静力学建模。本论文最后给定了一组参数值,在刚性模型的设计公式的基础上,经过弹性模型啮合理论的修改,成为弹性模型啮合理论设计公式。
最后,进行了微小弹性啮合轮传动的运动学试验。分别进行用刚性模型啮合理论制作的传动机构和用弹性模型啮合理论制作的传动机构的运动学试验,比较了试验结果,证明了弹性模型啮合理论的正确性。然后分别改变从动钩杆的长度和带动主动轮运动的电机的速度,然后进行试验,以确定这些因素对传动机构传动性能的影响。