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等角速万向联轴器的理论研究及计算机仿真

作　者: 周志刚
导　师: 常德功
学　校: 青岛科技大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 万向联轴器运动分析动力分析柔性体振动分析计算机仿真
分类号: TH133.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 241次
引　用: 4次
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内容摘要

本文对万向联轴器不同的等角速理论进行了理论推导、归纳和总结,得出了现有的万向联轴器等角速理论的共同点、相似性及不同的适用范围,为进一步的等角速理论研究提供了基础。通过利用方向余弦矩阵这一数学工具,对采用调心轴承安装的三叉杆等角速万向联轴器进行了运动分析,得出了三叉杆式万向联轴器是一种准同步联轴器,并绘制它的多个特征项目的曲线,为以后的仿真验证作好了准备。通过利用三维绘图软件Pro/E作为绘图工具,建立仿真模型,多体动力学软件ADAMS和有限元软件ANSYS作为仿真和分析工具,利用三者的接口进行联合仿真。首先对十字轴万向联轴器进行了运动学仿真,通过它验证ADAMS仿真的有效性和正确性。在此基础上,分别对RPSPR等角速回转连杆机构、单联三叉杆式万向联轴器和双联三叉杆式万向联轴器进行了仿真分析。通过仿真结果的分析,进一步难证了三叉杆式万向联轴器理论分析的正确性,同时得到了三叉杆式万向联轴器从未被发现的新特性。以ANSYS为辅助,生成了系统各构件的柔性体,通过ADAMS的组装,使刚性系统模型转变为柔性系统模型。利用ADAMS的振动分析模块ADAMS/Vibration对双联三叉杆式万向联轴器柔性系统进行了振动分析,得出了此系统的部分固有频率,为其响应分析提供了基础。通过上述一系列的分析过程,形成了从运动分析,到真正多体动力学分析的先进虚拟样机分析方法,分析中摒弃了以往的许多简化及假设,使分析更为高效与准确。这种方法能被应用在更多的分析和设计工作中。

全文目录

中文摘要  3-4
英文摘要  4-6
目录  6-9
符号说明  9-10
1 绪论  10-20
  1.1 联轴器简介  10-12
  1.2 万向联轴器简介  12-13
  1.3 万向联轴器的产生与发展  13-17
    1.3.1 国内外万向联轴器的发展概况  13-15
    1.3.2 等角速万向联轴器的研究动态与发展趋势  15-17
    1.3.3 等角速万向联轴器领域存在的问题  17
  1.4 课题的内容、目的和意义  17-20
    1.4.1 课题的理论基础  17-18
    1.4.2 课题的主要研究内容  18
    1.4.3 课题的目的和意义  18-20
2 等角速万向联轴器理论  20-50
  2.1 引言  20
  2.2 等角速回转连杆机构探讨  20-26
    2.2.1 等角速回转连杆机构  20-24
    2.2.2 等角速连杆机构的验证  24-26
    2.2.3 等角速回转连杆机构结论  26
  2.3 等角速万向联轴器的理论及产品  26-48
    2.3.1 双联十字轴等角速传动理论及其产品  26-33
    2.3.2 定心式等角速万向联轴器传动理论及其产品  33-41
    2.3.3 非定心式等角速万向联轴器理论及其产品  41-48
  2.4 不同理论的适用范围和联系  48-49
  2.5 本章小结  49-50
3 三叉杆式万向联轴器的理论运动分析  50-67
  3.1 前言  50
  3.2 三叉杆式万向联轴器的理论运动分析  50-66
    3.2.1 三叉杆滑移式万向联轴器简介  50
    3.2.2 分析模型的建立  50-53
    3.2.3 坐标系的建立  53-54
    3.2.4 运动分析  54-60
    3.2.5 结果分析  60-66
  3.3 本章小结  66-67
4 三叉杆式万向联轴器的运动仿真  67-90
  4.1 引言  67
  4.2 理论背景  67-72
    4.2.1 虚拟样机技术  67-68
    4.2.2 多体动力学简介  68
    4.2.3 ADAMS简介  68-72
  4.3 运动仿真的有效性及正确性的检验  72-76
    4.3.1 模型的建立  72-74
    4.3.2 运动仿真  74-76
    4.3.3 仿真结果分析  76
    4.3.4 结论  76
  4.4 单联三叉杆式万向联轴器的运动仿真  76-83
    4.4.1 仿真模型的建立  76-78
    4.4.2 运动仿真  78
    4.4.3 结果分析  78-83
    4.4.4 结论  83
  4.5 双联三叉杆式万向联轴器的运动仿真  83-88
    4.5.1 仿真模型的建立  83-84
    4.5.2 运动仿真  84-85
    4.5.3 结果分析  85-88
    4.5.4 结论  88
  4.6 本章小结  88-90
5 双联三叉杆式万向联轴器的动力仿真  90-103
  5.1 引言  90
  5.2 理论背景  90-92
    5.2.1 机械动力学简介81  90-91
    5.2.2 ADAMS中的动力学方程  91-92
  5.3 双联三叉杆式万向联轴器的动力仿真  92-98
    5.3.1 分析模型的建立  92-97
    5.3.2 动力仿真  97-98
  5.4 结果分析  98-101
  5.5 本章小结  101-103
6 三叉杆式万向联轴器的振动分析  103-118
  6.1 引言  103
  6.2 振动分析采用的一般方法  103-104
  6.3 本章分析采用的方法  104
  6.4 振动分析的理论背景  104-109
    6.4.1 有限元软件ANSYS简介  104-105
    6.4.2 MNF文件  105
    6.4.3 模态叠加  105-106
    6.4.4 模态综合  106-109
    6.4.5 系统模态的有限元方法  109
  6.5 双联三叉杆式万向联轴器的振动分析  109-117
    6.5.1 振动分析过程  109-115
    6.5.2 结果分析  115-117
  6.6 本章小结  117-118
7 总结及展望  118-120
参考文献  120-124
致谢  124-125
攻读硕士期间发表的学术论文目录  125

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