諧波齒輪傳動中柔輪應(yīng)力的有限元分析.pdf

1、諧波齒輪傳動系統(tǒng)具有傳動比大、體積小、重量輕、傳動精度高、回差小等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，國外已將其成功地應(yīng)用于航空航天、原子反應(yīng)堆、高能加速器、雷達(dá)系統(tǒng)、機(jī)器人、軍事、光學(xué)儀器以及通用機(jī)械等領(lǐng)域。雖然國內(nèi)外學(xué)者對該領(lǐng)域諸多問題都進(jìn)行過不同程度的研究，但許多問題至今還沒有定論，有些規(guī)律沒有被揭示。比較典型的如諧波齒輪傳動中柔輪的強(qiáng)度計(jì)算和諧波齒輪傳動精度分析等問題，仍有大量的基礎(chǔ)性工作有待開展。因此，進(jìn)一步深入研究諧波齒輪傳動不僅具有重要的學(xué)術(shù)意義

2、，還有著廣泛的應(yīng)用前景。本文主要針對柔輪強(qiáng)度及變形問題用有限元方法來進(jìn)行研究。 本文首先闡述了諧波齒輪傳動的基本原理及特點(diǎn)，通過經(jīng)驗(yàn)公式分析了諧波齒輪傳動中柔輪在空載和負(fù)載時的變形及受力狀況，給出了柔輪強(qiáng)度的校核公式，為柔輪的研究提供理論基礎(chǔ)。研究中認(rèn)為柔輪的變形與厚度之比大于0.2，是幾何大變形非線性問題。根據(jù)目前國內(nèi)外諧波齒輪傳動已取得的研究成果和存在的問題，運(yùn)用彈性理論、非線性有限元分析方法和現(xiàn)代CAD/CAE技術(shù)，建立柔

3、輪的三維實(shí)體有限元分析模型，對柔輪模型和波發(fā)生器模型在接觸方式下進(jìn)行有限元分析，研究柔輪應(yīng)力場和位移場。編程計(jì)算了負(fù)載傳動中柔輪齒上的受載分布，對負(fù)載傳動中柔輪的應(yīng)力和位移進(jìn)行了分析。比較了柔輪在不同波發(fā)生器作用下的應(yīng)力和位移分布，得出了柔輪幾個危險截面上應(yīng)力及位移的變化曲線，研究表明：凸輪及雙圓盤波發(fā)生器與滾輪波發(fā)生器相比，更有利于提高柔輪的壽命及傳動性能。 在建立的柔輪有限元分析模型的基礎(chǔ)上，對柔輪多項(xiàng)幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，