雙圓弧齒廓短杯諧波齒輪的結構設計與有限元分析.pdf

1、諧波齒輪傳動機構作為一個新型的傳動機構,自上世紀問世以來,就以其獨特的性能而得到廣泛的應用。但隨著科技的發(fā)展,現(xiàn)有的諧波齒輪傳動裝置的性能也急需提高。
　　 本文從諧波齒輪的整體設計開始,先確定柔輪的結構形式及相關幾何尺寸,然后確定波發(fā)生器及剛輪的結構形式及幾何尺寸。并對柔輪筒體的應力及應變情況進行分析計算,對輪齒的受力也進行分析。在此基礎上,為了提高諧波齒輪的傳動性能,分析雙圓弧嚙廓在適用于諧波齒輪傳動的嚙合中,將雙圓弧齒廓引

2、入到諧波傳動中來。通過參考現(xiàn)有的標準的雙圓弧齒廓來確定柔輪輪齒的齒廓,然后通過幾何數(shù)學的方法及坐標變換,推導出與之相嚙合的剛輪輪齒的齒廓。在確定諧波傳動裝置的結構尺寸及嚙合參數(shù)后,對整體進行三維建模,并運用有限元軟件進行分析。在有限元軟件中,對諧波齒輪傳動裝置的波發(fā)生器、柔輪和剛輪進行網(wǎng)絡劃分、材料屬性的定義和邊界條件的給定,并定義分析步進行分析。對波發(fā)生器的裝配進行仿真,得出在波發(fā)生器裝入后,柔輪筒體的應力及應變情況。然后裝入剛輪,此

3、時,諧波齒輪傳動裝置裝配完畢,此時波發(fā)生器、柔輪和剛輪的受力情況就是諧波齒輪傳動裝置的初始工作情況,觀察柔輪筒體及輪齒的受力情況。在裝配好之后,對整體模型施加負載,觀察在空載及不同負載的情況下,柔輪的應力及應變情況。然后改變?nèi)彷喗Y構的參數(shù),進行分析,結果進行對比,得出此次柔輪結構幾何尺寸的最優(yōu)解。
　　 通過理論分析、計算和有限元的仿真,我們得出在諧波齒輪傳動中,雙圓弧齒形齒廓確實要優(yōu)越于普通漸開線齒形齒廓。確定了此次設計的長徑