【摘 要】
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该课题来源于中国空间技术研究院的太阳行星模拟器.其对传动的要求是在特定空间内实现低转速和大扭矩,最大输出转矩为50000Nm,并能够自锁.该文在充分比较研究各种传动方案的
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该课题来源于中国空间技术研究院的太阳行星模拟器.其对传动的要求是在特定空间内实现低转速和大扭矩,最大输出转矩为50000Nm,并能够自锁.该文在充分比较研究各种传动方案的基础上,选用了渐开线斜齿轮与环面蜗杆传动(又称TI蜗杆传动).根据设计要求及环面蜗杆传动的特点,该文首先对渐开线齿轮和蜗杆进行了设计,并且在计算机中用Pro/E进行了三维实体仿真.从仿真结果可以分析出啮合齿数和接触线等啮合特征,为下一步实际设计奠定了基础.环面蜗杆传动的特点是其包角越大,重合度就越大.为此,该文对环面蜗杆理论最大包容半角作了模糊优化设计.首先对约束条件和设计变量模糊化,以包角最大为目标进行优化.经优化,蜗杆理论最大包容半角由原来的20.22°提高到了24.72°.在优化过程中,通过控制齿轮螺旋角的取值范围,既保证了包角的增大,又使润滑和受力条件得到改善,保证了良好的啮合性能.为了更准确的考察齿面应力分布及齿根弯曲强度指标,该文采用ANSYS有限元分析软件,分别对齿轮和蜗杆在运动状态下的弯曲应力和接触应力进行了有限元分析.结果表明,该设计完全满足设计要求.根据所得数据,选择了齿轮和蜗杆的材料,确定了热处理方法,并最终确定了蜗杆和与蜗杆啮合的齿轮的各项结构参数.
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