非圆齿轮传动系统在优化转管武器功耗方面的应用

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基于统型优化的军用电子元器件选型研究

图1 型号电子元器件选用与控制工作组织架构图2 型号电子元器件选用与控制工作流程选控制，选用了较多质量等级为工业级的电子元器件，同时还选用了个别进口电子元器件商业级产品，这类产品没有严格按照军品要求进行设计、生产、加工、检验、筛选等，在装备严苛的使用环境下可能会存在较大的可靠性隐患。

2.2 供货保障能力不足在装备各设备和分系统的研制过程中，装备配套所属各设备和分系统承制单位在选用电子元器件时，选择仓储成本等得到大大降低，促进供需双方效益的提升。

核心关键电子元器件统型优化工作思路图12 固定形式选择（1）利用甩油环纯过盈固定。

齿轮箱输入功率600kW，输出扭矩150t·m，通过计算得出最小过盈量为0.15mm，按基孔制，轴取公差s6。

因为轴承需要的配合图2此方案优点：结构简单，仅需要一个甩油环即可完成轴承内圈右侧固定；轴向尺寸小，轴承座端面距甩油环外侧距离为105mm。

此方案缺点：装配工时长，装配时需要先加热甩油环使内孔膨胀到大于过盈量，然后装配到传动轴径上等其冷却，同时需要工装保证左侧紧贴轴承内圈；更换轴承困难，因为轴承为易损件有更换需求，但甩油环为过盈配合，拆卸困难，拆卸还容易造成配合面损伤，严重时可能导致零件报废。

（2）利用圆螺母拧紧固定。

轴承内径尺寸产品，可能会存在速率、封装、版本、质量等级等方面存在差异，但是针对此类器件可在前期进行选用统筹规划，采取“以高代低、无铅代有铅、供货代停产”的原则，明确电子元器件选用基线，尽量压缩电子元器件选用规格，提升型号配套效率和供货保障能力。

6 结语通过开展武器装备军用电子元器件统型优化工作，能够最大程度压缩系统或电子设备所选用的电子元器件规格数量，促进标准件和通用件选用，提升元器件通用化系列化水平，从而提高元器件的互换性、可靠性和可提升装备研制、配套效率和产品质量一致性控制，从而缩减武器装备研制全寿命周期成本。

参考文献：[1]惠珂.电子元器件的质量控制[J].山西:科技与创新, 2015.[2]王杰.大型复杂电子系统电子元器件选用与管理方法研究[J].广州:环境技术, 2012.[3]麦绿波.统型的理论和方法[J].北京:中国标准化, 2015.。

挖掘机的液压系统设计与仿真计算说明书

摘要液压系统是目前挖掘机必不可少的组成部分，液压系统通过改变压强增大作用力来工作。

完整的液压系统包括：动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和液压油。

挖掘机的工作环境复杂多变，所以对于液压系统提出了很高的设计要求。

在搜集国内外液压系统相关资料的基础上，了解其发展过程，分析总结了液压挖掘机的技术发展动态,了解液压挖掘机液压系统的结构。

液压挖掘机由多个系统组成，包括液压系统、传动系统、操纵系统、发动机、油箱、转台等等。

本设计从分析液压挖掘机的基本原理出发，分析了液压挖掘机的结构，工作原理，油路控制，从而确定了液压挖掘液压系统的设计方案，并对所设计的液压系统进行了模型建立，到模型仿真，以确保所设计的液压系统的安全可靠，结构优良，价格经济。

本设计还细致分析了液压挖掘机的液压元件的选型，与设计计算，采用的CAD设计出了液压挖掘机的原理图，运用了simulationx进行的模型建立与仿真，确保了所建立的模型的正确性。

运用simulationx建立系统模型的与仿真这是本设计的一大特点。

关键词：液压系统液压挖掘机液压元件SummaryThe hydraulic system is an integral part of excavator， hydraulic system is to work by changing the pressure to increase the force. The intact hydraulic system is including: power components, the implementation of components, control components, auxiliary components and hydraulic oil. The excavator working environment is complex and changeable, so it is very high requirement of design to hydraulic system.In the collection of domestic and foreign hydraulic system on the basis of relevant information, understanding of its development process, analyzed and summarized the technology development of hydraulic excavator. Understand hydraulic excavator hydraulic system structure. Hydraulic excavator is composed of a plurality of system components, including the hydraulic system, drive system, control system, engine, fuel tank, table and so on. My design focused on the design of hydraulic system of excavator. Keywords: hydraulic system excavatory目录第一章绪论 (1)1.1 挖掘机的简介 (1)1.2 国内外的发展趋势 (2)1.2.1 国内发展趋势 (2)1.2.2 国外发展趋势 (2)1.3 本设计的主要内容 (3)1.3.1 了解液压挖掘机液压系统的结构 (3)1.3.2 挖掘机液压系统设计要求 (3)第二章液压挖掘机结构与工作原理 (5)2.1 液压挖掘机的系统组成 (5)2.1.1 动力系统 (5)2.1.2 液压系统 (5)2.1.3 机械系统 (5)2.1.4 控制系统 (6)2.2 液压挖掘机传动原理 (6)第三章挖掘机工况分析以及液压系统设计方案的的确定 (7)3.1 液压系统的工况分析 (7)3.1.1 挖掘工况分析 (8)3.2 挖掘机液压系统的设计要求 (8)3.2.1 满斗举升回斗工况分析 (10)3.2.2 卸载工况分析 (10)3.2.3 空斗返回工况分析 (11)3.3 挖掘机液压系统的设计要求 (11)3.3.1 动力性要求 (11)3.3.2 操纵性要求 (11)3.3.3 节能性要求 (12)3.3.4 安全性要求 (12)3.3.5 其它性能要求 (12)3.4 液压系统方案拟订 (13)第四章液压系统的设计 (14)4.1 确定油缸所受的作用力 (14)4.1.1 铲斗油缸作用力的分析 (14)4.1.2 斗杆油缸作用的确定 (16)4.1.3 动臂油缸作用力分析 (18)4.2 各油缸尺寸的确定 (19)4.2.1 铲斗油缸工作压力的确定 (19)4.2.2 缸径D和油塞杠直径d的确定 (19)4.2.3 缸壁厚和外径的计算 (20)4.3 斗杆油缸尺寸的计算 (21)4.3.1 由铲斗油缸计算步骤知斗杆缸受力平衡 (21)4.3.2 缸壁厚和外径的计算 (21)4.4 动臂缸的尺寸计算 (21)4.4.1 由铲斗油缸计算步骤知动臂油缸受力平衡 (21)4.4.2 缸壁厚和外径的计算 (21)4.6 各液压缸和马达流量的确定 (23)4.6.1 每个缸的流量计算 (23)4.6.2 回转马达的流量的计算及选型 (23)4.6.3 行走马达的选用 (24)4.6.4 主回路液压泵的选择 (25)4.7 管路油管的选择 (25)4.7.1 油管内径的确定 (25)4.7.2 管接头的选择 (26)4.7.3 螺塞的选用 (26)4.8 液压油箱的确定 (26)4.8.1 液压系统的发热和升温的验算 (27)4.9 液压装置的结构设计 (27)4.9.1 阀集成款 (28)第五章挖掘机液压系统模型的建立与仿真 (29)5.1 关于仿真软件Simulationx (29)5.1.1 Simulationx的简介 (29)5.1.2 S在液压系统中的应用 (30)5.2在Simulationx中选取液压元器件 (30)5.2.1 液压元器件的选取 (30)5.2.2其他各种元件的选取 (34)5.3 挖掘机液压系统仿真模型的建立 (36)5.3.1草图的绘制 (37)5.3.2元器件参数的设置 (37)5.3.3仿真模式 (42)5.4 仿真的结果 (42)5.4.1液压泵的仿真曲线 (42)5.4.2内燃机的仿真曲线 (43)5.4.3控制铲斗缸的三位四通换向阀的仿真曲线 (43)5.4.4液压缸的仿真曲线 (44)5.4.5控制液压马达的三位四通阀的仿真曲线 (44)5.4.5回转马达的仿真曲线 (45)5.5挖掘臂的局部仿真 (45)5.5.1元件的参数设置 (46)结论 (48)参考文献 (49)致谢 (50)第一章绪论作为具有多功能这一特性的机械，液压挖掘机被广泛使用于交通运输，矿山采掘和电力工程等施工中，挖掘机减轻了作业难度，提高作业效率，加快建设速度以及提高劳动生产率方面表现出十分显著的作用。

旋转的火神--加特林6管机枪

旋转的火神--加特林6管机枪自从火器被发明并应用于战场后，人们就一直为提高其威力而努力。

1380年出现了一种11管排枪；15～16世纪出现了管风琴枪；18世纪出现了20管的管风琴枪；18世纪初在英国还出现了转膛枪，据说这是加特林机枪的先驱。

这些武器在战场上取得了一定的成功，但是它们的缺陷也很明显，如体积很庞大、操作不便、射速低、在野战条件下应用不便等，这促使人们对新式速射武器始终保持着强烈的向往。

借鉴前人的经验及新技术的发展，加特林在美国南北战争期间发明了一种转管机枪，并被后人称为“加特林机枪”。

这是世界上第一种成功的多管式机关枪，它把6根枪管并列安装在一个旋转的圆筒上，手柄每转动一圈，各枪管依次完成装弹、射击、退壳等动作。

加特林机枪可谓手动机枪的颠峰之作，它的出现成为枪械史一次重要转折，对近现代兵器和军事思想发展有着深远的影响。

据说当时世界各国有很多素不相识的高级军官发起了一场反对机枪运动，就像火枪刚出现的时候，手持宝剑的贵族骑士们曾经激烈反对过一样。

在种种世俗观念的制约下，加特林机枪最初几年竟然没有卖出一挺。

为了证明自己的发明足以应付任何无知的诬蔑，加特林带着他的机枪到处参加各种比赛。

在一次比赛中，100名普鲁士步兵和一挺加特林枪共同射击800米外的靶子。

一分钟后，裁判们来到靶子面前—— 100名步枪射手共射出子弹721发，只有196发命中目标；而加特林机枪发射子弹246发，却有216发命中。

观战的军官们默默无语。

他们心里清楚，如果在战场上相遇，他们的士兵肯定不是加特林机枪的对手。

一波三折1862型加特林机枪的关键部件之一是一个固定的圆筒，圆筒内有六根分别带有击针的枪管组件，组件可通过手动曲柄带动旋转，发射口径为．58 英寸（14.73毫米）带撞击式雷帽的纸壳弹，枪被装备在车轮上机动。

该枪具有当时可以称得上奇迹的高射速——200发／分。

该型枪的技术缺陷是纸壳弹在射击时出现了漏气现象。

1962 型加特林机枪面世之初恰逢美国南北战争如火如荼之际，但加特林当时并没有立即拿到交战方的订单，除了世俗观念的影响外，该枪的技术缺陷、重量过大、不利于战斗中迅速配置也是没有被垂青的重要原因。

转管武器机芯主滚轮滚动特性动力学分析

(１. 中北大学机电工程学院ꎬ 太原０３００５１ꎻ ２. 陆军工程大学军械士官学校ꎬ 武汉４３００００)
摘要:对转管武器凸轮曲线槽机芯主滚轮进行动力学分析ꎻ根据圆柱凸轮双面约束的特点ꎬ分析了滚轮在曲线槽内
的横越运动ꎬ以及约束面改变引起摩擦力方向改变时滚轮的运动情况ꎻ通过理论计算与仿真分析ꎬ研究了机芯主滚
动现象ꎬ滚轮与曲线槽之间同时存在滚动和滑动运动 [２] ꎮ 此
２
收稿日期:２０１９－０９－０３ꎻ修回日期:２０１９－１０－０６
作者简介:王海旭(１９９４—) ꎬ男ꎬ硕士研究生ꎬ主要从事外弹道仿真及应用研究ꎬＥ￣ｍａｉｌ:１３６２００３１９＠ｑｑ. ｃｏｍꎮ
通讯作者:张鹏军(１９８０—) ꎬ男ꎬ博士ꎬ副教授ꎬ主要从事外弹道仿真及应用研究ꎬＥ￣ｍａｉｌ:１４８３７４６７＠ｑｑ. ｃｏｍꎮ
中图分类号:ＴＨ１１２. ２
文献标识码:Ａ
文章编号:２０９６－２３０４(２０２０)０７－００１４－０４
ＤｙｎａｍｉｃＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＲｏｌｌｉｎｇＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＲｏｌｌｅｒＳｙｓｔｅｍ
ｆｏｒＧａｔｌｉｎｇＧｕｎ
ＷＡＮＧＨａｉｘｕ１ ꎬＺＨＡＮＧＰｅｎｇｊｕｎ１ ꎬＹＡＮＧＹｉｆａｎ１ ꎬＹＵＣｈａｏｆａ２
ｓｐｅｅｄａｎｄａｎｇｕｌａｒａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｏｌｌｅｒｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ. Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｃａｎｐｒｏｖｉｄｅｂａｓｉｓｆｏｒｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ
ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｒｕｎｎｅｒｃａｍｗｅａｐｏｎ.
第４１卷第７期
兵器装备工程学报

(完整版)减速机设计毕业设计

摘要传统的摆线针轮减速机精确度不够，不能应用于精密传动的场合，本课题旨在改进传统的行星针轮摆线减速机，提高精度和效率。

通过改进齿轮啮合副以及使用精度更高的等速输出机构来实现。

本设计通过对基本机构的分析来确定本设计机构的可能性，然后通过接触强度的计算进行摆线轮尺寸的确定，摆线齿轮的尺寸确定后就可以确定针轮的尺寸，通过摆线齿轮的尺寸来初步确定十字盘的尺寸，通过对十字盘的校核来验算尺寸是否合格，不合格继续修改参数，进行下一轮计算，直到算出合格的参数为止。

然后通过选取联轴器来确定轴的最小尺寸，在根据轴上零件尺寸来确定各轴段尺寸，最后确定整个减速器的尺寸。

通过查阅公式进行了一系列计算后，各零部件的强度都符合要求，确定了本设计的改进方案在理论上的合理性和可行性。

关键词：行星传动摆线齿轮十字钢球等速输出机构变齿厚AbstractTraditional cycloidal reducer precision is not enough, can not be applied to precision transmission occasions, this subject aims to improve the traditional needle wheel planetary cycloid reducer, improve accuracy and efficiency. By improving the gear meshing pair and use higher precision constant output mechanism.This design through the analysis of basic mechanism to determine the possibility of the design organization, and then through the calculation of contact strength for determination of cycloid gear size, the size of the cycloidal gear is determined can determine the size of needle wheel, through the size of the cycloidal gear to preliminarily determine the dimensions of the cross plate, plate through the cross checking to check the size whether qualified, unqualified continue to modify parameters,calculation of the next round until work out qualified parameters. Then select coupling to determine the minimum size of shaft, in according to the size of shaft parts to determine the various shaft section size, finally determine the size of the whole reducer.By looking at in a series of calculation formula, the strength of the parts meet the requirements, determine the improvement scheme of the design in theory the rationality and feasibility.Keywords：Planetary-transmission; Cycloid ; Cross steel ball uniform output mechanism; Variable tooth thickness目录第1章绪论 (1)1.1 目的和意义 (1)1.2 摆线针轮与钢球等速输出机构的国内外研究概况 (1)1.2.1 摆线针轮减速器的国内外研究概况 (2)1.2.2 无隙钢球等速输出机构的研究现状 (3)1.3 主要研究内容 (4)第2章传动总体设计 (5)2.1 传动机构设计 (5)2.1.1 机构的改进方案 (5)2.2.1 总体的结构设计 (8)2.2 计算负载以及电机的选择 (9)第3章摆线齿轮的设计及校核 (10)3.1 摆线齿轮的受力分析 (10)3.2 摆线轮及针轮的校核计算 (13)3.2.1 齿面接触强度计算 (13)3.2.2 针齿抗弯曲强度计算及刚度计算 (14)3.3 摆线针轮的计算和校核过程 (14)3.4转臂轴承的选择 (19)第4章十字钢球等速输出机构的计算及校核 (20)4.1 结构组成及工作原理 (20)4.2 无回差特性分析 (21)4.3 力学性能分析 (23)4.3.1 钢球滚道槽啮合副的受力分析 (23)4.3.2 强度分析 (26)4.4 十字钢球等速输出机构的计算和校核 (27)第5章轴的设计计算及校核和键的校核 (30)5.1 轴的设计及校核过程 (30)5.1.1 输入轴的设计与校核 (30)5.1.2 输出轴的设计与校核 (35)5.2 键的校核 (41)结论 (41)致谢 (42)参考文献 (42)第1章绪论减速器是各种机械设备中最常见的部件,它的作用是将电动机转速减少或增加到机械设备所需要的转速,摆线针轮行星减速器由于具有减速比大、体积小、重量轻、效率高等优点，在许多情况下可代替二级、三级的普通齿轮减速器和涡轮减速器，所以使用越来越普及，为世界各国所重视。

机械设计制造及自动化专业毕业设计说明书—齿轮传动建模与仿真

基于Pro/e少齿数（Z=2）齿轮传动的建模与研究王军（陕理工机械工程学院机械设计制造及其自动化专业机自041班，陕西汉中 723003）指导教师：王保民[摘要]:阐述了少齿数渐开线圆柱齿轮机构的传动特点, 论述了渐开线和过渡曲线的方程推倒及其参数的确定,阐明了变位系数、螺旋角和几何尺寸的确定及计算, 从而奠定了少齿数渐开线圆柱齿轮机构机构学的理论基础。

齿轮的参数化设计是提高齿轮建模效率的有效途径,基于Pro /E Wildfire 4.0 平台的参数化精确建模功能, 通过编Pro/E的模型程序, 实现了少齿数齿轮自动化建模设计, 并且实现齿轮基本参数的改变自动生成新齿轮。

该齿轮设计方法可使设计人员方便快捷地实现齿轮的三维特征造型设计,从而提高设计效率。

[关键词]:坐标转换少齿数变位系数 PROE软件传动仿真Based on PROE(Z = 2) less teeth of Gear drive'sModeling and ResearchWang jun（Grade04，Class1，Major Machine design manufacture and automation，Mechanical engineering institute Dept，Shanxi University of Technology, Hanzhong 723003, Shanxi）Tutor: Wang BaominAbstract:In this paper, we first introduce the determ ination of engaging point, and the characteristics of involute、conjugate profile. In section 2, we present methods for determ ining the modification coefficient, helical angle, and geometric size of low number teeth involute spur gear mechanism. Some conclnsions are drawn in section 3. The gear is to improve the design parameters of gear modeling efficient and effective way, based on the Pro/E Wildfire 4.0 platform for accurate modeling parameters of the function of an editorial Pro / E of the model program, has less teeth gear design automation modeling, and To achieve the basic parameters change gears automatically generate a new gear. The gear design allows designers to quickly and easily achieve the three-dimensional characteristics of gear design, thereby improving the efficiency of the design.Key words:Coordinate Conversion; Low-number Teeth; Modification coefficient; PRO/E software; Transmission; Simulatio目录1前言 (1)1.1研究意义 (1)1.2少齿数齿轮现状分析 (1)1.3齿轮成形技术的现状 (2)1.4P RO/E NGINEER (2)2 理论分析与研究阶段 (4)2.1理论基础 (4)2.2坐标转换法推导齿轮齿廓线方程 (5)2.1.1 齿廓曲线普遍方程式的推导 (5)2.2.2 齿轮的渐开线的方程式求解 (7)2.2.3 齿轮的过渡曲线的方程式求解 (11)2.3少齿数计算过程 (13)2.3.1 数据初定 (13)2.3.2 设计结果校核计算 (14)2.3.3 修正设计结果 (20)3 三维建模 (22)3.1软件简介 (22)3.1.1 Pro/Engineer软件包 (22)3.1.2 Pro／ASSEMBLY 安装模块 (23)3.2参数化技术简析 (23)3.3齿轮的参数化建模设计 (24)3.3.1 零件分析 (24)3.3.2 绘制齿轮 (25)3.4参数化问题分析 (32)4 其他零件的设计建模 (34)4.1轴 (34)4.2轴承 (34)4.3端盖 (35)4.4箱体 (36)4.5箱盖 (37)5 减速器的装配总成 (38)5.1零件装配的基本流程 (38)5.2装配过程中常用的配合方法 (38)5.3装配 (39)6 减速器的运动仿真 (41)6.1运动仿真 (41)6.2.1 运动仿真概述 (41)6.2.2 减速器仿真 (41)总结 (42)致谢 (43)参考文献 (44)外文翻译 (45)附录 (55)附录A基本理论依据 (55)附录B齿轮绘制在PROE软件中的公式程序化过程 (56)附录C C语言验证程序 (59)附录D A UTOLISP 程序 (60)1前言1.1 研究意义可以在传动比不变的情况下减少齿轮传动的体积与尺寸。

电动汽车动力匹配计算规范(纯电动).

XH-JS-04-013电动汽车动力匹配计算设计规范编制：年月日审核：年月日批准：年月日XXXX有限公司发布目录一、概述 ............................................... 1 二、输入参数 (1)2.1 基本参数列表 (1)2.2 参数取值说明 ................................................................................................................... 1 三、XXXX动力性能匹配计算基本方法 (2)3.1 驱动力、行驶阻力及其平衡 (3)3.2 动力因数 (6)3.3 爬坡度曲线 (6)3.4 加速度曲线及加速时间 (7)3.5 驱动电机功率的确定 (7)3.6 主驱动电机选型 (8)3.7 主减速器比的选择 (8)参考文献 (9)一、概述汽车作为一种运输工具，运输效率的高低在很大程度上取决于汽车的动力性。

动力性是各种性能中最基本、最重要的性能之一。

动力性的好坏，直接影到汽车在城市和城际公路上的使用情况。

因此在新车开发阶段，必须进行动力性匹配计算，以判断设计方案是否满足设计目标和使用要求。

二、输入参数2.1 基本参数列表进行动力匹配计算需首先按确定整车和发动机基本参数，详细精确的基本参数是保证计算结果精度的基础。

下表是XXXX动力匹配计算必须的基本参数，其中发动机参数将在后文专题描述。

表1动力匹配计算输入参数表。

2.2 参数取值说明1）迎风面积迎风面积定义为车辆行驶方向的投影面积，可以通过三维数模的测量得到，三维数据不健全则通过设计总布置图测得。

XXXX车型迎风面积为A1一般取值5-8 m2 。

2）动力传动系统机械效率根据XXXX车型动力传动系统的具体结构，传动系统的机械效率ηT主要由主驱动电机传动效率、传动轴万向节传动效率、主减速器传动效率等部分串联组成。

偏心齿轮-非圆齿轮行星系分插机构运动机理分析

收稿日期：２００８—０７—２９修回日期：２００８—０９—０５＊国家自然科学基金资助项目（５０６０５０５７）、国家“十一五”科技支撑计划资助项目（２００６ＢＡＤ２８８０１）和浙江理工大学科研启动基金资助项目作者简介：俞高红，副教授，主要从事农业机械设计以及机构运动学与动力学研究．Ｅ．ｍａｉｌ：ｙｕｇｈ＠ｚｓｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ通讯作者：赵匀。教授，博士生导师．主要从事农业机械设计以及机构运动学与动力学研究，Ｅ．ｍａｉｌ：ｚｈａｏｙｕｎ＠ｚｉｓｔ．ｅｄｕ．ｃｎ
与偏心齿轮齿数相同，节曲线周长等于２ｎＲ。故节曲线封闭条件为
ｅ悬妒
ｆ２“—尘兰竺：里一ｄ驴霄（３）ＪｏａＲ一（√ｉ．＝＿丽一点ｃｏｓ妒）’ 、。
由式（３）可知，中心距口取决于偏心齿轮的节圆半径Ｒ以及偏心率ｋ的大小。
２分插机构运动学模型
２．１偏心齿轮及共轭非圆齿轮传动角位移分析５个齿轮传动的初始位置如图１ａ所示。设方
根据图１所示的直角坐标系ｚＯｙ，行星轮旋转中心０１的位移为
Ｉｘｏ，＝２口ｃｏｓ（一９＋９０）
＜Ｙｏ．＝２ａｓｉｎ（一９＋９０）
秧针尖Ｄ点的相对运动（相当于机器静止时）位移为
ｘＤ＝ｘｏ．＋Ｓｃｏｓ（ａＯ＋９０＋妒３１～９）
Ｙ－Ｄ＝Ｙｏ．＋Ｓｓｉｎ（ＣｔＯ＋妒ｏ＋驴３１～９）
式中口ｏ——行星轮中心０１和秧针尖点Ｄ连线与行星架ＯＭｌ在初始位置所夹角位
ａ０＝一４０。，９０＝３６。。Ｓ＝１５５ｍＥｌｌ．Ｈ＝１８０ｍｉＤ＿ｏ
关键词：高速插秧机旋转式分插机构偏心齿轮一非圆齿轮优化
中图分类号：￥２２３．９１＋２
文献标识码：Ａ
ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＫｉｎｅｍａｔｉｃＰｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆＴｒａｎｓｐｌａｎｔｉｎｇＭｅｃｈａｎｉｓｍｗｉｔｈＥｃｃｅｎｔｒｉｃＧｅａｒｓａｎｄＮｏｎ．ｃｉｒｃｕｌａｒＧｅａｒｓ

NGW型行星齿轮传动及优化设计 8

NGW型行星齿轮传动及优化设计所在学院机械与电气工程学院专业机械设计制造及其自动化班级姓名学号指导老师年月日诚信承诺我谨在此承诺：本人所写的毕业论文《NGW型行星齿轮传动系统的优化设计》均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。

承诺人（签名）：年月日摘要渐开线行星齿轮减速器是一种至少有一个齿轮绕着位置固定的几何轴线作圆周运动的齿轮传动，这种传动通常用内啮合且多采用几个行星轮同时传递载荷，以使功率分流。

渐开线行星齿轮传动具有以下优点:传动比范围大、结构紧凑、体积和质量小、效率普遍较高、噪音低以及运转平稳等，因此被广泛应用于起重、冶金、工程机械、运输、航空、机床、电工机械以及国防工业等部门作为减速、变速或增速齿轮传动装置NGW型行星齿轮传动机构的传动原理:当高速轴由电动机驱动时，带动太阳轮回转，再带动行星轮转动，由于内齿圈固定不动，便驱动行星架作输出运动，行星轮在行星架上既作自转又作公转，以此同样的结构组成二级、三级或多级传动。

NGW型行星齿轮传动机构主要由太阳轮、行星轮、内齿圈及行星架所组成，以基本构件命名，又称为ZK-H型行星齿轮传动机构。

本设计的基本思想是以两级外啮合接触强度相等为原则分配传动比，而构造是以高速级传动比为设计变量的目标函数，采用黄金分割法得到合理的传动比分配。

然后采用离散变量的组合型法分别进行单级传动的优化设计。

关键词：渐开线齿轮，离散变量，齿轮传动，优化设计AbstractInvolute planetary gear reducer is a kind of at least one gear around the axis of the geometry of the fixed position for circular motion of gear transmission, the transmission usually use internal meshing and use more several planet round and load, in order to make power diversion. Involute planetary gear transmission has the following advantages: transmission range, compact structure, small volume and quality, and generally high efficiency, low noise and stable operation, etc, so are widely used in lifting, metallurgy, construction machinery, transportation, aviation, machine tools, electric machinery and defense industry and other sectors for slowing down, variable speed or growth gear transmission devicePlanetary gear transmission mechanism NGW modeled drive principle: when the shaft from motor driver, drive the sun turn rebirth, then drive the planet wheel rotation, with the inner circle teeth fixed, then drive planet shelf as the output motion, the planet round in the planet shelf is rotation and the revolution, to the same structure of the second and third or multi-stage transmission. NGW modeled planetary gear transmission main institutions by the sun, planets wheel, inner wheel gear circle and of planet shelf, with basic component named, also called ZK-H planetary gear transmission mechanism.The basic idea of this design is based on the two levels of meshing contact strength for principle equal distribution ratio, and structure is based on the level as the design variables transmission ratio, the objective function of the separation of gold get reasonable distribution of transmission ratio. And then the discrete variable combination method, single stage of transmission of optimization design.Key Words:Involute gear, discrete variables, gear transmission, optimization design目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (III)第1章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 行星齿轮传动的特点及国内外研究现状 (1)1.2.1行星齿轮传动的特点及应用 (1)1.2.2 国内外的研究状况及其发展方向 (3)1.3 本文的主要内容 (4)第2章NGW齿轮结构分析 (5)2.1NGW齿轮渐开线齿廓曲线方程 (5)2.2齿根过渡曲线方程 (7)2.3 行星轮系中各轮齿数的确定 (8)第3章NGW型行星齿轮传动优化设计 (11)3.1双极NGW行星减速器传动比分配 (11)3.2优化设计分析 (13)3.2.1 建立齿轮优化设计模型 (14)3.2.2 选取目标函数 (14)3.2.3 确定设计变量 (15)3.2.4 约束条件的建立 (15)3.2.5 优化设计分析 (16)3.3建立、运行优化任务 (17)3.4分析优化结果和更新模型参数 (17)第4章NGW型行星传动机构主要零部件设计 (18)4.1行星轮轴、轴承、行星轮内孔设计 (18)4.2浮动机构齿轮联轴器的设计与校核 (18)4.2.1齿轮联轴器的特点 (18)4.2.2齿轮联轴器基本参数的确定 (19)4.2.3齿轮联轴器的强度校核 (19)4.2.4齿轮联轴器的几何计算 (19)总结与展望 (21)参考文献 (22)致谢 (23)附录 (24)第1章绪论第1章绪论1.1 引言渐开线行星齿轮减速器是一种至少有一个齿轮绕着位置固定的几何轴线作圆周运动的齿轮传动，这种传动通常用内啮合且多采用几个行星轮同时传递载荷，以使功率分流。

CPCI标准(中文版)

CPCI 规范目录（中文）
1 概述 ........................................................................................................................................................................ - 1 1.1 CPCI 目标 .................................................................................................................................................. - 1 1.2 背景和术语 ................................................................................................................................................ - 1 1.3 预期读者 .................................................................................................................................................... - 1 1.4 CPCI 特性 .......................................................................................................................

毕业设计(论文)-基于行星滚柱丝杆副的电动加载机构设计(含全套CAD图纸)

题目基于行星滚柱丝杆副的电动加载机构设计专业学生姓名╳╳╳学号指导教师╳╳╳论文字数完成日期2015年5月摘要行星滚柱丝杠是一种可以将旋转运动与直线运动相互转化的机械传动装置，用滚珠作为中间传动体，用滚动摩擦取代滑动摩擦，这种传动方式与滚柱丝杆类似。

行星滚柱丝杠作为一种新型的传动装置，具有摩擦小、效率高、寿命长、体积小、承载能力强等特点。

随着未来飞行器和武器装备全电化的发展趋势以及石油、化工、机床等对大推力、高精度、高频响、长寿命直线作动装置的需求。

近年来行星滚柱丝杠副成为国内外研究热点。

对行星滚柱丝杠副的基本工作原理、现有5种结构形式的特点、应用领域及可能的失效模式进行了概述。

从结构设计、力学分析和产品生产三方面总结了国内外研究现状和发展趋势。

在此基础上，提出了未来研究扣发展行星滚柱丝杠副的几个方向。

关键词: 行星滚柱丝杠；传动装置；AbstractThe planetary roller screw is a mechanical transmission device can be transformed into each other rotary motion and linear motion, with the ball as an intermediate transmission body, sliding friction is replaced by rolling friction, the drive and the ball screw is similar. As a new type of planetary roller screw transmission device, has the characteristics of small friction, high efficiency, long life, small volume, strong bearing capacity etc.. With the development of the future trend of the all electric vehicles and weapons and equipment, petroleum and chemical industry, machine tool of high thrust, high precision, high frequency response, long-life linear actuator needs. In recent years, the planetary roller screw has become a hot research subject. The planetary roller screw is the basic working principle, the existing 5 kinds of structure features, application fields and the possible failure modes are summarized. From the structural design, mechanical analysis and production summed up the three aspects of the status quo and development trend in domestic and abroad. On this basis, put forward several development directions of planetary roller screw on buckle.Key words：The planetary roller screw；transmission device;目录第1章绪论 (1)1.1 传统丝杆概述 (1)1.2 新型行星滚柱丝杆研究 .......................................................................... 错误!未定义书签。

锅炉用链条炉排变速器

锅炉用链条炉排变速器摘要锅炉链条炉排传动的变速箱是一种专用于为锅炉配套的机械传动设备—链条炉排变速箱。

本次设计运用行星齿轮传动的质量小、体积小、传动比大、承载能力大以及传动平稳和传动效率高等优点，采用2K-H型行星齿轮传动。

它主要用于与锅炉主机呈直联侧安装形式，由电动机、一级圆柱齿轮副减速机构、过载安全保护装置、少齿差减速机构、联轴器等组成。

安装时它直接安装在锅炉炉排的侧面，与炉排联结为一个整体，可统一试车，整体运输，避免用户二次安装引起的安装误差等弊端。

设计由传动比入手设计内外齿轮及输入输出轴，后校验个零件的设计参数，生成CAD装配图，最后生成UG三维图。

关键词：少齿差行星齿轮变速器链条炉排变速器 UGABSTRACTGearbox drive chain grate boiler is a boiler dedicated to supporting mechanical equipment - chain grate gearbox. It is mainly used for direct connection with the boiler was the host side mounting form. It consists of motor, a cylindrical gear reduction mechanism, the overload protection device, small teeth difference deceleration mechanism, couplings and other components. It is mounted directly on the installation side of the boiler grate, coupled with the grate as a whole, can be unified test, the overall transport, to avoid user secondary installation errors and other defects caused by installation.The planetary gear drive design using quality, small size, large transmission ratio, load capacity and stable transmission and transmission efficiency advantages, the use of 2K-H planetary gear transmission, starting from the design of internal and external gear transmission ratio and the input and output shafts , a part of the design after the calibration parameters to generate CAD assembly diagram UG last generation of three-dimensional map.Keywords: small teeth difference planetary gear transmission chain grate transmission UG目录一.绪论 (5)1.课题背景 (5)2 .发展概况 (6)3.研究手段和可行性 (7)二.结构设计 (8)1.电动机和变速器的选择及确定 (8)2.齿轮传动设计 (9)3. 轴的设计 (19)4.轴的验算 (34)5.键的选择与强度校核 (38)6.机构传动效率计算 (40)7.变速器机座设计及其附件设计 (43)三.三维绘图 (46)1.绘图工具 (46)2.主要零件的绘图 (46)3.变速器装配图 (49)四.变速器的保养和维护 (49)1.变速器润滑与冷却 (49)2.润滑油的选用和方式的确定 (51)3.润滑油的使用要求 (52)4.润滑油的维护 (52)5.变速器的冷却 (53)6.变速器的各项要求 (55)五.结论 (57)致谢 (58)参考文献 (59)一.绪论1.课题背景链条炉排锅炉，是一种卧式三回程水火管混合式锅炉，在锅筒内布置一束螺纹烟管。

自行车内三速变速器设计

X X 大学本科毕业论文（设计）题目:自行车内三速变速器设计姓名: XXX专业: 机械设计制造及其自动化学院: 机电与控制工程学院学号: XXXXXXXXX指导教师:XXX职称：教授2012 年X月X日深圳大学本科毕业论文（设计）诚信声明本人郑重声明：所呈交的毕业论文（设计），题目《自行车内三速变速器设计》是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。

除此之外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。

本人完全意识到本声明的法律结果。

毕业论文（设计）作者签名：日期：年月日目录【摘要】 (5)1.序言 (5)1.1自行车内三速变速器的应用与发展 (2)1.2研究的目的和意义 (3)1.3研究思路和方法 (3)2.内三速结构和变速原理 (4)2.1行星齿轮的传动比 (4)2.2自行车内三速变速器结构简图 (5)2.3离合器十字拨块结构研究 (6)2.4均载机构分析 (6)2.5减速工作原理 (7)2.6常速工作原理 (7)2.7增速工作原理 (8)2.8行星轮系的工作效率 (8)2.9总结表格 (9)3.内三速变速器三维建模和动作模拟 (9)3.1.1对内三速变速器零件建模 (9)3.1.2用solidworks软件对零件进行装配 (13)3.1.3说明 (16)3.2运动模拟 (16)3.2.1对行星轮系的仿真 (16)4.齿轮参数测量、计算和优化 (19)4.1基于中心距、齿数、模数、啮合角，对各齿轮参数进行计算 (19)4.2基于标准齿轮，对行星齿轮传动比范围的初步选择 (23)4.3基于原传动比，对比标准齿轮与变位齿轮的齿根弯曲强度 (25)4.4对内三速变速器的优化 (26)5.研究总结 (28)自行车内三速变速器设计机械设计制造及其自动化 XXX学号：XXXXXXXXX【摘要】人类自行车发展至今已有200多年的历史，并随着科学技术和人文精神等的发展，人类对自行车有更高的要求。

MG550(1380)说明书(12.6.24更新版)

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MG550/1380 型系列采煤机
6、压力表....................................................................................................52 7、电磁阀....................................................................................................52 8、两位三通换向阀、泵-马达和转阀......................................................52 9、文丘里管组件........................................................................................53 10、冷却器..................................................................................................53 11、液压制动器..........................................................................................54 12、其它附件..............................................................................................55 ★ 调高系统故障分析........................................................................................55 1、摇臂不能调高........................................................................................55 2、摇臂调高速度下降................................................................................56 3、摇臂锁不住，有下沉现象....................................................................56 第六章辅助装置........................................................................................................67 ★ 中间框架........................................................................................................67 ★ 液压螺母........................................................................................................67 1、操作步骤................................................................................................67 2、注意事项................................................................................................68 ★ 滑靴组件........................................................................................................68 ★ 拖缆装置........................................................................................................69 ★ 喷雾冷却系统................................................................................................69 ★ 挡煤顶护板（选配）....................................................................................71 ★ 集中注油系统（选配）................................................................................71 第七章运输、操作与检修........................................................................................79 ★ 运输................................................................................................................79 1、一般说明................................................................................................79 2、运输单元................................................................................................80 ★ 井上检查与试运转........................................................................................80 1、检查的主要内容....................................................................................80 2、试运转....................................................................................................81 ★ 解体下井运输................................................................................................81 ★ 采煤机的操作................................................................................................81 ★ 采煤机的注油................................................................................................82 ★ 采煤机的维护与检修....................................................................................84 1、维护与检修说明 ...................................................................................84 2、维护和检修内容....................................................................................86

天宫一号目标飞行器用200Nms单框架控制力矩陀螺高速转子轴承组件的

开发利用5年期科技档案参考文献[1]岳艳明.高校图书馆电子阅览室利用和管理对策研究[J].河南图书馆学刊，2013，33（8）：49-50.[2]王辉，孙克峰.高校图书馆电子阅览室的管理与建设[J].河北科技图苑，2013，26（4）：73-74.[3]张兴俊.浅析电子阅览室的服务和管理[J].云南图书馆，2013（2）：32-33.“天宫一号”是我国第一个目标飞行器和空间实验室，是我国载人航天工程的第二个重要阶段。

控制力矩陀螺高速转子是“天宫一号”目标飞行器的关键姿态控制部件，直接影响到目标飞行器的运行姿态和对接状态。

控制力矩陀螺具有输出力矩光滑、控制精度高和输出力矩大、动态响应快的特点。

因此空间站和大型卫星广泛采用控制力矩陀螺来进行姿态控制，各国都在此领域投入了巨大的人力、物力。

我国在控制力矩陀螺的研究方面起步较晚，到20世纪90年代，才正式开展对空间惯性控制力矩陀螺的试验与应用研究。

国际上控制力矩陀螺研制水平较高的有德国TELD I X 公司和美国BEND I X 公司以及俄罗斯的礼炮设计局，他们对动量轮的研天宫一号目标飞行器用200Nm s 单框架控制力矩陀螺高速转子轴承组件的研制和应用制与开发起步于20世纪60年代，至今已系列化、标准化批量生产，其技术水平代表了国际领先水平。

目前国内在动量轮研发技术上同国外存在着一定的差距，主要表现在：（1）控制力矩陀螺的可靠性较低，国外动量轮5年、10年地面寿命试验的可靠度分别达到0.98和0.96。

国内在可靠性试验方法和寿命评估还处于试验阶段。

（2）控制力矩陀螺的功耗、重量主要反映了产品的技术水平，经对比分析，国内控制力矩陀螺在功耗、重量上偏大10％～40％。

（3）国外对控制力矩陀螺轴承的优化设计技术、润滑技术、高速转子检测筛选技术等各个方面都进行了大量详尽而深入220141开发利用6科技档案年第期的研究，从而保证了产品的高可靠性。

由于控制力矩陀螺在空间飞行器中的重要性，国外对这方面的关键技术实行保密。

非圆齿轮的设计及修形优化分析

非圆齿轮的设计及修形优化分析非圆齿轮是由常规齿轮演变而来,主要用于传递非线性运动的系统中。

非圆齿轮机构结构紧凑、传递平稳和一定的承载能力。

常用于液压泵、流量计和收割机等传动装置中,具有良好的应用前景。

因此,非圆齿轮也受到越来越多设计者的重视,完善非圆齿轮的设计体系显得更为重要。

由于非线性传动的特性,非圆齿轮的曲率半径随着转角位置的变化而改变,传动过程中轮齿的受力也呈现一定规律的波动。

因此,非圆齿轮的传动系统相对常规齿轮的齿面受力冲击现象更为明显,导致齿轮的磨损加剧,使用寿命降低。

文章主要针对高阶非圆齿轮的设计理论、齿轮修形进行研究。

依据非圆齿轮的设计理论完成对非圆齿轮的建模。

同时针对非圆齿轮的传动系统进行优化,采用对齿轮副修形的方式优化非圆齿轮副的传动性能。

文中主要工作为:(1)研究非圆齿轮的设计理论,并通过调整偏心率和中心距的方式,使非圆齿轮节曲线满足封闭性、压力角、根切、凸凹性等条件,建立了符合设计要求的非圆齿轮节曲线方程。

并利用MATLAB完成非圆齿轮节曲线的绘制。

(2)通过解析法、折算齿数法完成非圆齿轮的齿廓设计。

解析法主要借助MATLAB软件依据解析法齿廓生成原理完成非圆齿轮齿廓的建立。

折算齿数主要借助CAXA提供的单一齿廓的调用功能,依据折算齿数法的建模原理完成折算齿数法非圆齿轮模型的建立。

(3)针对非圆齿轮运动受力波动的特点,采用修形的方式对非圆齿轮的传动特性进行优化。

借助ADAMS View完成对非圆齿轮齿廓修形量和齿向修形量的计算,并利用绘图维软件完成对非圆齿轮修形后模型的建模。

(4)采用ANSYS Workbench对非圆齿轮副进行瞬态动力分析验证修形效果,通过分析齿面接触应力的变动趋势和齿面接触应力的分布情况。

通过对修形前后分析结果的对比,对当前工况下的非圆齿轮副选取合理的修形量,完成对非圆齿轮副的修形。

探究了两种不同的修形方法对齿轮传动特性的影响。

某轻型汽车循环球式动力转向器总成设计毕业设计说明书

某轻型汽车循环球式动力转向器总成设计摘要机械转向系的能量来源是人力，所有传力件都是机械的，由转向操纵机构（方向盘）、转向器、转向传动机构三大部分组成。

其中转向器是将操纵机构的旋转运动转变为传动机构的直线运动（严格讲是近似直线运动）的机构，是转向系的核心部件。

动力转向系除具有以上三大部件外，其最主要的动力来源是转向助力装置。

由于转向助力装置最常用的是一套液压系统，因此也就离不开泵、油管、阀、活塞和储油罐，它们分别相当于电路系统中的电池、导线、开关、电机和地线的作用。

转向器（也常称为转向机），是完成由旋转运动到直线运动（或近似直线运动）的一组齿轮机构，同时也是转向系中的减速传动装置。

历史上曾出现过许多种形式的转向器，目前较常用的有齿轮齿条式、蜗杆曲柄指销式、循环球－齿条齿扇式、循环球曲柄指销式、蜗杆滚轮式等。

其中第二、第四种分别是第一、第三种的变形形式，而蜗杆滚轮式则更是少见。

循环球式转向器目前在国内外汽车上是引用较多的一种结构形式。

循环球式转向器中一般有两级传动副，第一级是螺杆螺母传动副，第二级一般采用齿条齿扇传动副。

循环球式转向器由螺杆、螺母、钢球和导管、齿条、齿扇构成。

由方向盘传动带动螺杆传动，通过钢球将力传给螺母，螺母将沿轴向移动。

同时由于摩擦力的作用，所有钢球在螺杆和螺母内的滚道流动，形成“球流”。

钢球在螺母内绕行两周后，流出螺母而进入导管，再由导管流回螺母通道内，故在转向器工作时，两列钢球只是在各自的封闭通道内循环，而不会脱出。

螺母的轴向移动，通过齿条和齿扇，带动摇臂轴转动, 摇臂轴转动带动汽车转向桥（一般是前桥）上的车轮（转向轮）相对于汽车纵轴线偏转一定角度，完成汽车转向。

上述工作原理，循环球式转向器的正向传动效率很高（最高可达90~95%），故操纵轻便，使用寿命长。

同时其逆向传动效率也很高，随着道路行驶条件的改善，“打手”的现象明显减少，并且循环球式转向器具有啮合平稳、刚性好、转向轻便、灵活等特点，所以得到了广泛的应用。

应用非圆齿轮均化牛头刨刀工作速度的研究_乐韵斐

收稿日期:2001-04-09作者简介:乐韵斐(1964-),女,浙江镇海人,讲师.应用非圆齿轮均化牛头刨刀工作速度的研究乐韵斐,陈辛波(同济大学机械工程系,上海　200092)摘要:非圆齿轮与连杆机构组合应用可以以简洁、紧凑的机构型式实现牛头刨床工作速度均化,以减少与刨刀运动特性密切相关的惯性力、过大的加速度造成的冲击、振动与噪音.通过对牛头刨床机构的运动分析以及对具有匀速运动刨刀工作速度曲线拟合方程,建立了非圆齿轮传动比关系式,提出了按给定运动规律设计非圆齿轮与连杆机构组合中非圆齿轮节曲线的设计方法.关键词:非圆齿轮;牛头刨床;匀速运动;平面连杆机构中图分类号:T H 112.1 文献标识码:A 文章编号:0253-374X (2001)11-1309-04Study on Constant Working Velocity of Shaperwith Noncricular G earLE Y un -fei ,CHEN X in -bo(Department of Mechanical Engin eering ,Tongji Un iversity ,Shangh ai 200092,China )Abstract :A constant w orking velocity of shaper is put forw ard by the application of noncircular gear and cou -pler plane with a compact and tight mechanism type to reduce the shock ,vibration and noise caused by inertial force and acceleration w hich are closely correlated to kinematic traits .Based on the kinematics study and con -stant velocity curve imitated equations of shaper ,the method is presented by the radio betw een two noncircular gears ,w hich is used to design pitch curves of noncircular gear according to kinematic requirements in noncircu -lar gear and coupler plane .Key words :noncircular gear ;shaper ;constant working velocity ;coupler plane 非圆齿轮可以实现复杂的非线性传动关系,能传递特定的运动规律,再现某独立变量函数关系,且传动平稳,结构紧凑,动力平衡性好.将非圆齿轮与连杆机构等组合应用,可以实现用单纯的连杆机构难以得到的复杂的运行特性要求[1,2].过去,由于非圆齿轮设计与制造十分困难,因而其独特的传动性能没能充分的应用和发挥.近年,由于非圆齿轮CAD /CAM 系统的研究开发,非圆齿轮本身的设计与制造问题已基本解决.因此,其应用技术开发在发达国家十分引入注目.如日本已在压力机、包装机械、食品机械、物料自动输送车转向系统等许多机械设备中成功地应用了非圆齿轮技术,包括非圆齿轮与连杆机构的组合应用,获得了令人满意的效果.牛头刨床的刨刀如果能以匀速刨削工件,则会改善工件的表面质量,并有利于提高刨刀的切削寿命.应用非圆齿轮则可以以紧凑的机构型式,实现牛头刨刀工作速度均化.本文探讨按给定运动规律设计非圆齿轮与连杆机构组合中非圆齿轮节曲线设计方法.1　牛头刨床机构的运动特性图1为非圆齿轮应用于牛头刨床的基本型式(图中非圆齿轮以节曲线表示),非圆齿轮2′和曲柄1固第29卷第11期2001年11月同　济　大　学　学　报JOURNAL OF T ONGJI UN IVERSIT Y Vol .29No .11　Nov .2001图1　非圆齿轮与平面连杆机构Fig .1　Noncircular gear and coupler plane 联,通过一对非圆齿轮1′和2′,从而达到刨刀速度均化目的.设主动轮1′以ω1=d θ1/d t 匀速回转,驱动从动轮2′以ω2=d θ2/d t 变速回转,固联于非圆齿轮2′上的曲柄1也以ω2变速回转.通过适当选择非圆齿轮的传动比函数i 12=ω1/ω2=d θ1/d θ2则可使刨刀获得所要求的运动.设计图1机构的关键是如何按刨刀的工作要求确定合适的传动比函数i 12及相应的非圆齿轮节曲线.主轴A 、曲柄1、非圆齿轮2′固联以逆时针回转,导杆3左右摆动,刨刀水平移动距离为H , 为导杆极位摆角,φ1为导杆任意位置摆角.设起始位置为导杆3右极限,这时非圆齿轮2′转角θ2=0°.θ0为曲柄与x 轴正向夹角,非圆齿轮2′转角θ2与曲柄1转角θ0相位差为 /2,即θ0=θ2- /2.将机构向量封闭形ABCA 向垂直CD 方向投影,构件长度l ab ,l ac ,l cd 分别与图1机构中ABCD 相对应,代入初始条件θ0,得到位移、速度、加速度关系式为tan φ1=l ab cos θ0l ac +l ab sin θ0(1)φ·1=A 1θ·0(2)其中:A 1=-l ac l ab sin θ0-l 2ab l 2ab +l ac 2+2l ab l ac sin θ0φ··=A 1θ··0+l ab l ac cos θ0(l 2ab -l 2ac )θ·20(l 2ab +l 2ac +2l ab l ac sin θ0)2(3)于是得到刨刀位移、速度、加速度分别为s E =l cd sin φ1(4)v E =l cd φ·1cos φ1(5)a E =l cd φ··1cos φ1-l cd φ·21sin φ1(6) 由上述关系可建立刨刀速度v E 与非圆齿轮2′转角θ2的关系,v E -θ2曲线如图2a 所示,如要求刨刀运动速度在其工作行程为恒定值,通过非圆齿轮1′和2′,达到速度均化目的,即按所要求的速度曲线设计非圆齿轮节曲线.图2　刨刀工作速度与非圆齿轮转角关系Fi g .2　R ela tionship betw een w orking v elo city of shaper to rotatio n of no ncircula r g ear2　具有匀速运动的刨刀运动曲线设非圆齿轮1′以匀速回转(ω1=d s E /d θ1)并使刨刀运动曲线具有匀速运动段.则v E -θ1曲线一般应1310 同　济　大　学　学　报第29卷　具有图2b 所示的形状特点,即非圆齿轮1′从θ1a 转到θ1b ,刨刀速度v ab 保持不变;非圆齿轮1′转到θ1m 位置,刨刀速度为零;非圆齿轮1′转到θ1c 位置,v c 是刨刀回程速度最大值点.可具体求得其曲线拟合方程[2]为d s E d θ1=K 1θ1+K 2θ21 0≤θ1≤θ1a d s E d θ1=v ab θ1a ≤θ1≤θ1b d s E d θ1=C 1(θ1-θ1m )+C 2(θ1-θ1m )2+C 3(θ1-θ1m )3+C 4(θ1-θ1m )4　θ1b ≤θ1≤θ1c d s E d θ1=K 1(θ1-2π)+K 3(θ1-2π)2+K 4(θ1-2π)3 θ1c ≤θ1≤2π(7)式中:各系数K 1,K 2,v ab ,C 1,C 2,C 3,C 4,K 3,K 4可由各段曲线光滑连接的边界条件求得,θ1a ,θ1b ,θ1c ,θ1m 是按设计要求给定的,由以上方程求得刨刀速度v E 与非圆齿轮1′转角θ1的关系,v E -θ1曲线如图2b 所示,对v E 积分可以得到s E -θ1曲线,从而建立两非圆齿轮转角θ1和θ2相位约束关系.3　传动比i 12及非圆齿轮节曲线方程由图2可知,当θ1≠0,θ1m ,2π时,即θ2≠0,π+ ,2π,d s E d θ1≠0,d s E d θ2≠0时i 12=ω1ω2=d θ1d θ2=d s E d θ2d s E d θ1,　θ1≠0,θ1m ,2π故易得i 12=A 1l c d c os φ1K 1θ1+K 2θ12 0<θ1≤θ1a i 12=A 1l cd cos φ1v ab θ1a ≤θ1≤θ1b i 12=A 1l c d cos φ1C 1(θ1-θ1m )+C 2(θ1-θ1m )2+C 3(θ1-θ1m )3+C 4(θ1-θ1m )4 θ1b ≤θ1≤θ1c (θ1≠θ1m )i 12=A 1l cd c os φ1K 1(θ1-2π)+K 3(θ1-2π)2+K 4(θ1-2π)3 θ1c ≤θ1≤2π(8)当θ1=0,θ1m ,2π时,即θ2=0,π+ ,2π时i 12=d s E d θ2d s E d θ1=“0”“0”即不能由此直接确定i 12值的大小.但由于为光滑曲线,故在θ1=0,θ1m ,2π时,即θ2=0,π+ ,2π点位,i 12值可认为θ1→0,θ1m ,2π即θ2→0,π+,2π时极限值,故按洛毕达法则[3]可求得i 12=d 2s E d θ22d 2s E d θ12(9) 限于篇幅,当θ1=0,θ1m ,2π时,θ2=0,π+ ,2π点位i 12方程式本文从略.设非圆齿轮的中心距为a ,则两非圆齿轮节曲线半径r 1,r 2可分别表示为r 1=a 1+i 12,r 2=ai 121+i 12(10)上式即为所设计的非圆齿轮节曲线方程[1],非圆齿轮节曲线见图3a .4　设计算例设牛头刨床曲柄l ab =125m m ,l ac =575mm ,l c d =700mm ,θ1a =1rad ,θ1b =2rad ,θ1m =4rad ,θ1c =51311　第11期乐韵斐,等:应用非圆齿轮均化牛头刨刀工作速度的研究图3　非圆齿轮节曲线设计Fig .3　Design of pitch curve of noncircular gearrad ,根据几何条件得到:导杆摆角 =2arcsin (l ab /l ac ),刨刀行程H =2l c d sin ( /2).设非圆齿轮中心距a =500mm ,设计此非圆齿轮节曲线使刨刀在工作段θ1a →θ1b 的切削运动速度为恒定值.设计步骤如下:(1)根据给定已知条件对牛头刨床机构进行位移、速度、加速度分析得到s E ,v E ,a E 和θ0及θ2的关系式.(2)确定式(7)中各参数,根据拟合曲线求得v E -θ1曲线,如图2b 所示.(3)对v E -θ1曲线积分求出相应的刨刀的位移s E ,由几何条件得到s E 导杆摆角φ1和θ2关系,从而建立θ1-θ2间相位约束关系.(4)按式(8)、(9)求得相应于θ1的i 12值,得i 12-θ1曲线,如图3b 所示.(5)按式(10)确定非圆齿轮节曲线方程.5　结语牛头刨床上刨刀运动特性与惯性力密切相关,过大的加速度引起过大的惯性力,从而产生较大的冲击、振动与噪声.非圆齿轮与连杆机构组合应用可以以简洁、紧凑的机构型式实现牛头刨床工作速度均化.本文通过对牛头刨床机构的运动分析以及对具有匀速运动刨刀工作速度曲线拟合方程,提出了按给定运动规律设计非圆齿轮与连杆机构组合中非圆齿轮节曲线设计方法,具有较大的实用价值.参考文献:[1]　李福生.非圆齿轮[M ].北京:机械工业出版社,1975.[2]　富建国.非圆齿轮-连杆组合机构的研究及其CAD [D ].上海:同济大学机械工程系,1999.[3]　同济大学数学教研室.高等数学[M ].北京:高等教育出版社,1987.1312 同　济　大　学　学　报第29卷　。