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文檔簡介
1、諧波齒輪傳動是基于柔輪的彈性變形來傳遞運(yùn)動或者動力的。在周期運(yùn)動中,柔輪極易出現(xiàn)疲勞破壞,因而對諧波齒輪傳動的研究工作就主要集中在了對柔輪疲勞強(qiáng)度的研究上。 本文針對傳統(tǒng)的柔輪強(qiáng)度分析中存在的問題,結(jié)合國內(nèi)外現(xiàn)有的研究成果,在引入有限元接觸分析的基礎(chǔ)上,從波發(fā)生器的結(jié)構(gòu)形式入手,分析了柔輪的應(yīng)力和變形。對此本文做了以下工作并取得了相應(yīng)的成果: (1)在彈性理論的支持下,討論了諧波齒輪傳動中主要嚙合參數(shù)的選取原則和相關(guān)理論
2、和它的主要部件柔輪和波發(fā)生器(凸輪波發(fā)生器和雙圓盤波發(fā)生器)的幾何設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計問題;討論了基于四力模型的柔輪的應(yīng)力分布和變形特點(diǎn),以及原始曲線和凸輪廓線的求解方法,從理論上掌握了柔輪的力學(xué)特性,為進(jìn)一步分析提供了理論支持。 (2)針對柔輪在波發(fā)生器作用下,其最大徑向變形與厚度比大于O.2,是一個大變形問題,采用了大變形的接觸有限元分析,保證了有限元模型與實(shí)際受載的一致性。針對柔輪實(shí)際受載的復(fù)雜性,本文對柔輪有限元模型作了獨(dú)創(chuàng)性
3、的簡化,包括對稱簡化、邊界簡化和輪齒簡化,既避免了不必要的細(xì)節(jié)分析,又彌補(bǔ)了理論分析的不足,并獲得了理想的效果。闡述了在Ansys平臺下建立有限元求解模型時要考慮的諸多問題,建立了柔輪與凸輪波發(fā)生器配合,柔輪與雙圓盤波發(fā)生器配合下的有限元求解模型。 (3)分析了柔輪在凸輪波發(fā)生器和雙圓盤波發(fā)生器作用下的應(yīng)力分布和變形特征,取得了比理論計算更接近真實(shí)情況的應(yīng)力數(shù)據(jù)和變形數(shù)據(jù);通過各截面應(yīng)力的比較,找出了柔輪的危險截面,得出了危險截
4、面分布在遠(yuǎn)離前端面的截面的齒槽上的結(jié)論,找到了危險截面與波發(fā)生器安裝位置的關(guān)系;提出了采用大的齒根過渡圓半徑來減小齒根應(yīng)力集中,表面強(qiáng)化處理來提高柔輪的疲勞強(qiáng)度,適當(dāng)加長簡體長度來減小邊界效應(yīng)對危險截面應(yīng)力的影響等辦法來提高柔輪的疲勞壽命。 (4)比較了兩種波發(fā)生器作用下柔輪的應(yīng)力分布,掌握了兩種波發(fā)生器作用下架輪應(yīng)力分布的不同特點(diǎn),得出凸輪波發(fā)生器作用下應(yīng)力分布變化平滑,但是值較人,而雙圓盤波發(fā)生器下柔輪應(yīng)力分布跳變大,但是值
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