諧波傳動(dòng)機(jī)構(gòu)柔輪的應(yīng)力分布及壽命特性分析.pdf

1、隨著我國(guó)航空航天領(lǐng)域的不斷發(fā)展,諧波減速器的應(yīng)用越來(lái)越多,目前在航空航天領(lǐng)域60％的減速裝置采用的是諧波減速器。柔輪作為諧波減速器的彈性薄壁零件,其疲勞壽命嚴(yán)重制約著諧波齒輪減速器的使用壽命。研究諧波減速器的疲勞壽命問(wèn)題,是一項(xiàng)具有實(shí)際工程意義的工作。本文利用有限元方法研究結(jié)構(gòu)參數(shù)和位置精度對(duì)柔輪應(yīng)力和疲勞壽命的影響。
　　以XB1-60型諧波齒輪減速器為例,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式,計(jì)算了諧波減速器三大件的主要結(jié)構(gòu)參數(shù),并運(yùn)用Pro/E建立

2、了諧波減速器的參數(shù)化三維模型。通過(guò)對(duì)諧波減速器的實(shí)際工作過(guò)程的分析,考慮了柔輪輪齒的影響,忽略了柔輪底部的凸臺(tái)和波發(fā)生器柔性軸承剛度的影響,建立了柔輪和波發(fā)生器的裝配模型。利用Pro/E與ANSYS的接口,將三維模型導(dǎo)入到ANSYS中建立了諧波減速器的有限元模型。通過(guò)設(shè)置邊界條件和約束,運(yùn)用接觸分析的方法分析了柔輪的應(yīng)力,并與理論計(jì)算應(yīng)力比較驗(yàn)證模型的正確性。
　　運(yùn)用接觸分析的方法得到了不同機(jī)構(gòu)參數(shù),包括筒長(zhǎng)、壁厚、齒寬、圓角半

3、徑和前沿長(zhǎng)度等對(duì)應(yīng)的柔輪的應(yīng)力分布圖,獲得了不同截面和不同部位的應(yīng)力值,并運(yùn)用多項(xiàng)式擬合的方法繪制了相應(yīng)的曲線。分析了不同結(jié)構(gòu)參數(shù),對(duì)諧波減速器柔輪和柔輪各部位的最大等效應(yīng)力影響規(guī)律,得到了柔輪的危險(xiǎn)截面,為柔輪尺寸參數(shù)的優(yōu)化提供了參考依據(jù)。除此之外,獲得了柔輪和波發(fā)生器不同位置精度對(duì)應(yīng)柔輪應(yīng)力分布圖,并分析了柔輪不同截面和不同部位的應(yīng)力變化規(guī)律。
　　在對(duì)柔輪應(yīng)力分析的基礎(chǔ)上,利用S-N曲線法估算了不同應(yīng)力下柔輪的疲勞壽命,運(yùn)用