三維雙圓弧齒廓諧波傳動的齒形設(shè)計與分析.pdf

1、諧波減速器是航空航天、醫(yī)療器械、軍事裝備及機器人等所需的重要核心關(guān)鍵零部件，其輪齒齒廓對裝置傳動性能影響顯著，然而目前我國高性能諧波減速器產(chǎn)品主要依賴進口。因此，為推動我國精密諧波齒輪傳動技術(shù)的進步，打破西方工業(yè)發(fā)達國家對高端裝備核心零部件的技術(shù)封鎖和壟斷。本文以諧波齒輪傳動的齒廓設(shè)計與分析為研究內(nèi)容，以公切線式雙圓弧齒廓為研究對象，研究諧波傳動嚙合理論，并分析嚙合參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)對諧波齒輪傳動共軛區(qū)域、共軛齒廓的影響規(guī)律，揭示柔輪齒廓與

2、剛輪齒廓在諧波齒輪傳動工作過程中的共軛運動規(guī)律，并考慮柔輪變形傾角影響設(shè)計了滿足空間嚙合要求的三維公切線式雙圓弧齒廓，分析比較齒廓嚙合特性，提出高剛度、高傳動精度諧波齒輪傳動的三維公切線式雙圓弧齒廓的設(shè)計與分析方法。
　　本文首先對諧波齒輪傳動的構(gòu)成、分類以及傳動比等基本工作原理進行了詳細的描述分析，并對諧波齒輪傳動的波發(fā)生器輪廓方程、柔輪變形方程以及柔輪轉(zhuǎn)角的計算方程進行了幾何關(guān)系的推導(dǎo)，得出了柔輪轉(zhuǎn)角的精確計算方法及近似計算方

3、法。分別基于改進運動學(xué)的共軛理論和基于包絡(luò)運動的共軛理論推導(dǎo)出了諧波齒輪傳動的輪齒共軛方程，并得到諧波齒輪傳動的精確共軛理論與近似共軛理論。其次綜合考慮柔輪的結(jié)構(gòu)、齒廓的結(jié)構(gòu)及方程、柔輪變形及共軛理論等因素影響，對諧波齒輪傳動的齒形共軛問題，參數(shù)優(yōu)化設(shè)計問題及不同共軛原理的影響規(guī)律問題進行了分析計算。最后基于改進運動學(xué)的精確共軛理論，對諧波齒輪傳動的輪齒進行了二維平面的雙圓弧齒廓設(shè)計，并對設(shè)計的二維齒廓進行了最小二乘圓弧擬合及齒廓干涉檢

4、驗。并且，在不采用輪齒磨削、切削或修形等二次加工方法的前提下，分析柔輪變形特征，考慮柔輪變形傾角的影響，按設(shè)計主截面位置的不同詳細的設(shè)計了一種在主截面完全嚙合，同時沿軸向其余各截面部分嚙合的三維公切線式雙圓弧齒廓，并分析其裝配狀態(tài)、運動軌跡、嚙合側(cè)隙、重合度等齒廓嚙合特性。為比較不同齒廓的嚙合特性，分析并比較了公切線式雙圓弧齒廓與傳統(tǒng)漸開線齒廓的嚙合特性，由此驗證了所設(shè)計的公切線式雙圓弧齒廓具有較好的嚙合性能，并說明了本文研究與分析的有