摆线滚轮齿条传动的设计与有限元仿真

1、课题名称：课题名称：摆线滚轮齿条传动的设计与有限元仿真摆线滚轮齿条传动的设计与有限元仿真 班班 级级： 学学 号号： 指导老师指导老师：答辩提纲答辩提纲v一一.原理原理v二二.研究过程研究过程v三三.结果分析结果分析一、摆线滚轮齿条传动的原理摆线滚轮齿条传动的原理 滚轮齿条传动机构由齿条和带有滚柱的滚轮组成。与普通齿条的齿廓不同，该传动中齿条齿廓由摆线的等距曲线构成；滚柱均布于滚轮的节圆上，且其轴向平行于滚轮的轴线方向。二、研究过程二、研究过程v1.摆线齿条的齿形方程推导摆线齿条的齿形方程推导v2.该传动机构的设计计算该传动机构的设计计算v3.实际齿廓的生成实际齿廓的生成v4.Pro/E中的三

2、维建模及运动中的三维建模及运动仿真仿真v5.ANSYS中的静力分析中的静力分析1.摆线齿条的齿形方程推导摆线齿条的齿形方程推导v摆线齿条齿廓方程: 摆线滚轮齿条传动机构由齿条和带有滚柱的滚轮组成。该传动中 齿条齿廓由摆线的等距曲线构成。把M点的运动看成随圆心沿x轴走过距离的直线运动与绕圆心转过角度的圆周运动两者的叠加，可写出摆线齿条理论齿形方程： X=R-rsin Y=R-rcos上式中：R 滚轮啮合分度圆半径； r 滚轮半径； 摆线角度参数。v电机的选用：台达220V伺服电机，电机型号为：ECMA-E1320Sv结构参数计算：齿距p=25mm,滚柱数z=10,齿宽b=18.5, 滚柱直径d=

3、12mm.v胀紧套的选用：Z11型胀紧套v轴承的选用：BK1214-RS滚针轴承v各零部件的校核 2.摆线滚轮齿条传动的设计计算摆线滚轮齿条传动的设计计算3.实际齿廓的生成实际齿廓的生成v1.理论齿廓公式： X=39.7875*t-37.5*sint Y=39.7875-37.5*costv2.在CAXA中建立理论齿廓曲线v3.摆线齿廓的形成 4.Pro/E中的建模及运动仿真中的建模及运动仿真1.导入到Pro/E中进行三维建模2.对于建立好的滚轮和齿条的模型进行装配设置配合关系。3.在应用程序中进行运动仿真4.检验仿真运动过程中间隙检查和干涉检查。5.ANSYS静力分析v1.将Pro/E的文件

4、保存为asm文件v2.导入ANSYS中进行单元设置以及材料设置v3.对三维模型进行分网并且设置接触对（区分目标面和接触面）v4.根据具体的传动的情况设置定位限制v5.对实体模型施加力和力矩（注意接触对的设置）v6.设置非线性分析的分析步骤v7.在ansys中进行计算，并且可以查看应力云图以及弯曲应力云图。五、结果分析1.摆线滚轮齿条传动的过程中，根据Pro/E仿真结果可知，该机构传动过程中无间隙和干涉现象，故传动平稳，传动性能好。2.摆线滚轮齿条传动的过程中，根据ANSYS的静力分析，得到其中的应力云图及其弯曲应力的云图，由于滚柱-摆线齿为线接触，所以接触应力在齿宽方向上接触线近似均匀分布。单齿接触时的最大接触应力仿真值为659.089MPa，双齿接触时的最大接触应力仿真值为259.972MPa，比单齿啮合时的最大接触应力小1倍多。3.单齿啮合时滚柱的最大弯