直线驱动器传动系统动力学仿真分析.pdfVIP

2014年 3月 机械设计与制造工程 Mar．2014 第43卷 第3期 MachineDesignandManufacturingEngineering Vo1．43No．3 DOI：10．3969／j．issn．2095—509X．2014．03．004 直线驱动器传动系统动力学仿真分析 潘国威 ，陈文亮，王少游 (南京航空航天大学 机电学院，江苏 南京 210016) 摘要：以直线驱动器定轴齿轮和行星齿轮组合的传动系统为研究对象，阐述其传动原理，采用多 刚体动力学理论建立该传动系统动力学模型，并通过Gear预估 一校正算法对动力学方程进行分 析。利用ADAMS建立直线驱动器传动系统动力学仿真模型，求解直线驱动器传动系统的传动特 性和动态响应，将仿真啮合力与理想情况进行对比，验证 了仿真模型的正确性，为直线驱动器的 进一步优化及应用提供理论基础 。 关键词：直线驱动器；传动系统；动力学；齿轮；ADAMS 中图分类号：TH132．4 文献标识码 ：A 文章编号：2095—509X(2014)03—0015—04 直线驱动器采用电机驱动，可实现 自动化控 式：第一级为定轴直齿轮传动，第二级为行星齿轮 制，并且该驱动器安装空间小，是取代液压、气压驱 传动 。 动装置的理想产品。现有的直线驱动器减速器一 1．2 传动 系统传动原理 般为单级定轴齿轮传动，存在传动比小、输出直线 直线驱动器传动系统原理如图1所示。通过 速度低和承载力小等缺点。本文提出一种将定轴 电机依次带动齿轮 1和齿轮2，齿轮2带动与其共 齿轮和行星齿轮组合设计的减速传动系统，行星齿 轴的太阳轮4，太阳轮 4带动 3个均布的行星齿轮 轮传动具有传动比大、传动效率高、传动平稳 、体积 3，行星轮将运动传递给行星架 H，行星架 H和丝 小及寿命长等一系列优点 J，因此该传动系统具 杠固连，实现直线驱动器直线运动。 有传动比大、直线输出速度高、结构紧凑和承载力 _ 大等优点。传动系统的传动特性和动态响应是影 一 j ／ 响直线驱动性能的主要因素，ADAMS为直线驱动 ． ： 器齿轮传动系统动态性能分析提供 了很好的平 台 J，因此借助ADAMS对直线驱动器传动系统 ＼ 进行运动学和动力学分析与仿真，得到直线驱动器 ． 一 一 传动系统动态响应情况，为进一步改善直线驱动传 动系统动态性能、优化传动系统结构提供理论基 础 图1 两级传统 系统原理 图 各齿轮模数为 3，压力角为2O。。一级齿轮 1 1 直线驱动器传动原理 齿数为35，齿轮 2齿数为 60；二级太阳轮4齿数为 1．1 传动 系统结构 32，行星轮齿数为 25，内齿圈齿数为82。根据上述 目前直线驱动器所用的减速传动系统一般为 各齿轮参数，结合行星齿轮传动理论 J，计算传动 定轴传动机构，而行星齿轮传动应用较少。对于大 系统的传动比为：i：60／35×(82／32+1)=6。 承载力的直线驱动器，要求齿轮传动系