基于有限元分析的諧波齒輪傳動變形協(xié)調(diào)研究.pdf

1、該文主要對諧波齒輪傳動中的柔輪載荷與變形之間的協(xié)調(diào)變形關(guān)系進(jìn)行了研究,并通過有限元和數(shù)學(xué)方法求得滿足這種協(xié)調(diào)變形的載荷分布.進(jìn)一步對在有限元分析基礎(chǔ)上諧波齒輪傳動的運(yùn)動特性進(jìn)行了研究.文中首先通過對引起柔輪變形因素的研究,認(rèn)為柔輪的變形是由波發(fā)生器和載荷同時作用的結(jié)果.在柔輪波發(fā)生器形狀確定的情況下,柔輪的變形主要取決于載荷分布,同時柔輪的變形也影響載荷的分布,載荷和變形是相互影響相互協(xié)調(diào)的關(guān)系.在柔輪的嚙合端柔輪的變形主要分為柔輪殼體

2、的變形和柔輪輪齒的彎曲、接觸變形.由于柔輪是簿殼體,載荷作用下柔輪的嚙合端產(chǎn)生一扭轉(zhuǎn)角以便使柔輪和剛輪仍然保持嚙合以傳遞載荷.根據(jù)這一點(diǎn),建立了表征多齒協(xié)調(diào)變形的數(shù)學(xué)模型.在模型中充分考慮了各種影響因素.在求解初始側(cè)隙分布中,沒有使用傳統(tǒng)的以法向距離作為側(cè)隙標(biāo)準(zhǔn)的方法,而是根據(jù)諧波齒輪的嚙合以及模型的特點(diǎn)以周向角度間隙作為側(cè)隙,并采用一維搜索的方法,在嚙合齒對的輪廓線上尋找周向角度間隙最小值作為該齒對的嚙合側(cè)隙.在位移場的計算中,分別討

3、論了柔輪空載和負(fù)載時的狀況,以邊界元強(qiáng)迫位移的形式模擬波發(fā)生器的作用,根據(jù)適當(dāng)?shù)暮喕图僭O(shè)建立柔輪的板殼元有限元分析模型.根據(jù)柔輪的工作狀況,分析認(rèn)為柔輪的有限元研究應(yīng)當(dāng)屬于幾何非線性問題,并應(yīng)用薄殼幾何非線性理論對柔輪進(jìn)行有限元分析.文中進(jìn)一步根據(jù)求得載荷分布,對柔輪運(yùn)動幾何學(xué)和嚙合性能進(jìn)行了研究.根據(jù)該文所建立的諧波齒輪傳動運(yùn)動傳遞模型,對空載和載荷下嚙合情況進(jìn)行了研究.推導(dǎo)出嚙合端和輸出端瞬時傳動比公式.柔輪輪齒和剛輪輪齒之間的運(yùn)