非圆齿轮分割器动态特性分析开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 研究目的及意义

分割器是实现将匀速输入运动转换为间歇输出运动的装置，广泛应用于电子机械、制药机械、自动包装机械、加工中心自动换刀装置等场合，是自动化机械设备中至关重要的枢纽部件。目前应用最多的间歇机构是凸轮机构和槽轮机构，棘轮机构、不完全齿轮机构和多杆连杆机构作为间歇机构也有一定的应用场合.非圆齿轮机能实现主动件和从动件转角间的非线性关系,与同样能实现这种非线性关系的连杆机构、凸轮机构相比,非圆齿轮机构具有结构紧凑,传动精确、可靠、平稳,易于动平衡的特点^[1]。基于此，文献[2]提出了一种基于非圆齿轮行星差动轮系的分度装置。该分度装置采用外啮合非圆齿轮差动轮系，通过一级圆柱齿轮和一级非圆柱齿轮的传动复合实现间歇运动，即仅使用一对非圆柱齿轮就可以得到间歇运动。该非圆齿轮分度装置在某些性能方面比上述的各种间歇机构更具优越性^[3]。如这种机构可保证执行件从停歇到运动能平稳过渡，因而适用于高速运行;既可实现输出轴对输人轴的同向转动,也可实现反向转动;容易达到动平衡;与凸轮相比.该种机构能有更大的承载能力，在批量生产的条件下其制造精度也较凸轮为高。由于该分度装置尚处于研究阶段，其设计与制造理论依据并不完善成熟，对其结构原理、运动学分析、动力学分析、材料、强度、动态特性及噪声分析、制造工艺及应用特点等方面还未能开展较全面的理论和实验分析研究。因此，对其进行系统的理论研究及实验是十分必要的。

现代机器日益向高速度、高精度、高效率和高自动化的方向发展，对机械的高速化、大型化、精密化和自动化的需求与日俱增。该分割器中的非圆齿轮差动传动机构在旋转过程中由于结构不对称，高速运转时相关零部件产生共振和冲击的可能性较大。因此，运用机械系统动力学的理论对其进行动态特性分析，对其中共振可能性较大的零部件进行机构优化处理，从而降低运转中的噪声、保证工作时的稳定性与可靠性，延长其使用寿命。

2. 研究的基本内容与方案

本论文主要是对非圆齿轮分割器进行了动力学研究，首先对非圆齿轮分情况进行等效简化处理，将其转化为普通的圆柱齿轮。再从理论上建立了非圆齿轮分割器动力学模型，列出描述模型的微分方程组。再运用机械动力学和相关的数学、力学分析理论对该动力学模型进行求解。然后，针对现有非圆齿轮分割器零件进行三维建模，对分割器主要零部件进行有限元模态分析，得出非圆齿轮分割器的固有频率和振型，并根据分析的结果对分割器进行结构上的优化改进设计，将优化后的结构再次进行模态分析，并与改进之前的结构进行比较。

具体内容和技术手段、措施包括以下几个方面：

（1）在简化和忽略次要因素的情况下，根据相关文献的内容将非圆齿轮近似简化等效转化为普通圆柱齿轮，运用机械动力学理论中的集中参数法建立了非圆齿轮分割器扭转动力学模型，并运用达朗伯原理推导出系统的振动微分方程。

3. 研究计划与安排

1.第一至三周（2月17日——3月8日）：

熟悉题目背景，搜集并阅读参考文献，提交开题报告；

2.第四周（3月9日——3月15日）：

4. 参考文献（12篇以上）

[1]武丽梅，鲁墨武.非圆齿轮技术的发展与应用[j].沈阳航空工业学

院学报，2000，17（1）:25~26.

[2]郑方焱，陈定方等.新型非圆齿轮分度装置[j].中国机械工程，2014，22：2997~3002.