諧波齒輪傳動柔輪應力及輪齒磨損分析.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、回差小等獨特的優(yōu)點，國外己將其成功地應用于航空航天、原子反應堆、高能加速器、雷達系統(tǒng)、機器人、軍事、光學儀器以及通用機械等領域。雖然國內外學者對該領域諸多問題都進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。如諧波齒輪傳動中柔輪的強度計算和諧波齒輪輪齒磨損分析等問題，仍有大量的基礎性工作有待開展。因此，進一步深入研究諧波齒輪柔輪強度和輪齒磨損具有重要的意義。<

2、br>　　本文首先闡述了諧波齒輪傳動的基本原理及特點，通過經(jīng)驗公式分析了諧波齒輪傳動中柔輪在空載和負載時的變形及受力狀況。研究中認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)目前國內外諧波齒輪傳動已取得的研究成果和存在的問題，運用彈性理論和非線性有限元分析方法，建立柔輪的三維實體有限元分析模型，對柔輪模型和波發(fā)生器模型在接觸方式下進行有限元分析，研究柔輪應力場。計算了負載傳動中柔輪齒上的受載分布，對負載傳動中柔輪的應力

3、進行了分析。應用柔輪有限元分析模型，研究了柔輪的若干結構要素對柔輪應力大小的影響，根據(jù)分析結果給出了各參數(shù)的推薦值，這對實際柔輪的設計有重要參考價值。
　　本文利用邊界元的思想對輪齒的齒廓面進行磨損分析。論文在研究諧波齒輪嚙合特點的基礎上，建立了輪齒磨損的分析模型，并結合Archard公式推導了理論磨損量的公式，該公式考慮了接觸過程中齒面上的壓強、滑程和磨損系數(shù)。計算時，將齒廓線離散成一系列點，通過計算各離散點的磨損量而得到齒廓線

4、磨損后的形狀。初次嚙合時，壓強、摩程由漸開線幾何特征確定，利用磨損公式計算出各點的法向磨損量，結合各點原來的坐標值，就可以求出磨損后各點的坐標值。再利用磨損后的坐標值和三次樣條插值函數(shù)得到磨損后的齒廓方程，此時，再根據(jù)磨后齒面的幾何特征重新確定壓強和摩程，進行下一工作時間的磨損計算。整個工作時間內齒廓線修正次數(shù)的多少依據(jù)計算精度而定。這個公式可以計算任意工作時間后的磨損量；反過來，也可以根據(jù)輪齒的許用最大磨損量來確定諧波傳動失效前的工作