航天用微小型传动装置的研究

发布时间：2020-08-10 18:11

【摘要】： 随着我国航天科学技术水平的飞速发展,卫星、各类航天器的一体化设计和更高的集成度,是当前国际航天技术发展的重要方向之一,体现了航天器微小化的发展趋势。所以,研制出一种航天用微小型减速装置至关重要。本课题是要研制出一台小体积、大功率、高精度、高强度和回差小的特种执行机构,要求在小空间内实现大传动比、大扭矩和大弯矩。本文通过方案设计、结构设计、优化设计、回差分析和计算机仿真设计出一种高效特种传动减速装置。 根据设计要求进行方案设计,对能实现小空间大传动比减速的传动类型进行计算和分析。在如此小的空间内要实现大扭矩和大弯矩,确定必须采用90°垂直轴传动,采用一级锥齿轮副和二级变厚齿轮副少齿差传动作为减速系统的传动型式;并进行了传动比公式推导,受力分析、强度分析和效率计算,为微小型减速系统结构设计和计算机仿真提供理论依据;对机构进行了结构设计。 因为减速器空间小、传动比大、扭矩大、弯矩大,结构参数设计最为关键,本文将基本粒子群算法和遗传算法结合起来,提出“变异算子”寻优模型对减速器进行优化设计。该模型解决了基本粒子群算法在机械优化设计中遇到的多变量,有约束,易早熟等难题,将改进粒子群算法成功应用于微小型减速器优化设计中。 为了保证减速器的回差能够达到预定的指标要求,根据其具体结构特点建立了锥齿轮副和变厚齿轮副回差的数学模型,并建立了该传动系统回差的数学模型,定量的给出了整个减速器系统的回差。 在结构设计完成之后,采用Pro/E建立减速器的虚拟样机、干涉检测和运动仿真。根据仿真结果对减速器虚拟样机进行调整,得到较好的仿真结果,并与理论计算进行论证。最后,为了满足减速器各元件在大扭矩作用下的强度要求,本文采用ANSYS对减速器关键元件进行有限元分析。并根据分析结果对减速器结构进行调整以达到最优状态。在仿真结果的基础上,最终确定减速系统结构参数并绘制全套工程图,完成该减速系统的设计与仿真。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TH132.425
【图文】：

变厚齿轮原理图

2-小锥齿轮 3-大锥齿轮 4-键 5-轴瓦 6-左端盖 7-螺栓 8-壳体 内齿轮 11-支承轴 12-套筒 13-输出轴 14-偏心轴 15-滑动轴承 117-变厚外齿轮 18-螺钉图 2-4 微小型减速器装配图Fig.2-4 Structure assembly diagram of microminiaturization decelerato章小结过分析特殊环境对减速系统的设计要求，将有可能实现比的几种减速机构进行了分析比较。选择了带有一级锥轮副少齿差齿传动作为微小型减速机构的传动型式。出微小型减速器的传动方案简图，同时进行了减速器传、强度分析和效率分析。主要零件的材料进行了选择，并进行了轴承选择和轴的设系统装配图。

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文厚齿轮曲面，如图 5-1 所示。为了提高模型的精度，在截面齿廓线上取大量离散点，并通过高次样条曲线插值生成齿廓曲线，并对误差进行分析选出最佳离散点数目。设由离散点插值出的齿廓曲线方程为 ( , )hf x y[47,48]，选择最小二乘范函对误差进行计算：( ( ) ( ))2, ,h truesI = f x y fx y∫ （5-2）式中 ( ,)truef x y——齿廓方程，即精确的齿廓曲线；I ——最小二乘范函通过计算分析得到不同离散点下的误差值，如图 5-2 所示当离散点数趋于22 时收敛，所以本文拟用 22 个节点完成截面齿廓线的生成。

【引证文献】

相关硕士学位论文 前2条

1 刘佳;直线式作动器中精神行星传动的承载能力研究[D];南京理工大学;2011年

2 赵谦;某型电动舵机减速器的研究设计[D];哈尔滨工业大学;2011年

本文编号：2788444