擺線齒廓諧波齒輪嚙合性能研究與有限元仿真.pdf

1、諧波齒輪具有體積小，重量輕，傳動(dòng)比大，傳動(dòng)精度高，承載能力大等諸多優(yōu)點(diǎn)。但漸開線齒廓諧波齒輪只在波發(fā)生器長(zhǎng)軸附近很小的區(qū)域存在共軛嚙合，而其他參與嚙合的齒大多處于尖點(diǎn)嚙合狀態(tài)。因此，齒形研究特別是新齒廓設(shè)計(jì)研究有望改善這種現(xiàn)狀。
　　擺線齒輪誕生于鐘表工業(yè)，在工業(yè)上廣泛應(yīng)用。它具有嚙合線長(zhǎng)、傳動(dòng)平穩(wěn)、齒廓磨損均勻和接觸應(yīng)力小等優(yōu)點(diǎn)。如能將這些優(yōu)點(diǎn)與諧波齒輪結(jié)合，將會(huì)為諧波齒輪提供一種新的可用齒形，以提升諧波齒輪的共軛嚙合性能，為擺

2、線齒廓的應(yīng)用開辟新的方向。
　　運(yùn)用包絡(luò)法對(duì)使用傳統(tǒng)擺線齒廓的柔輪進(jìn)行共軛求解分析以及共軛運(yùn)動(dòng)仿真，發(fā)現(xiàn)擺線齒廓擁有較好的包絡(luò)特征。受其零度齒形角的影響，該齒廓仍存在不足，故提出非零齒形角擺線齒廓對(duì)其進(jìn)行改良。通過(guò)分析齒形角大小對(duì)擺線齒廓共軛嚙合特性的影響，確定出最佳齒形角。
　　復(fù)合擺線齒廓由包含三個(gè)參數(shù)的兩段參數(shù)方程描述，其中齒形角為共有參數(shù)。選定復(fù)合擺線為柔輪的原始齒廓，利用共軛方程數(shù)值求解，獲得離散點(diǎn)形式的剛輪理論齒

3、廓。選用復(fù)合形法，以離散點(diǎn)到擬合曲線距離的標(biāo)準(zhǔn)差最小為目標(biāo)函數(shù)，建立了對(duì)剛輪理論齒廓進(jìn)行復(fù)合擺線擬合的最優(yōu)化擬合方法。
　　提出基于均分齒廓和二分法尋優(yōu)的擺線齒廓間嚙合側(cè)隙的計(jì)算方法，確定最小側(cè)隙值及其發(fā)生位置。側(cè)隙不但能驗(yàn)證齒廓是否干涉，其分布規(guī)律能夠反映諧波齒輪在靜載傳動(dòng)過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)精度和負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)中的嚙合狀態(tài)，為齒廓設(shè)計(jì)方案的優(yōu)劣提供定量評(píng)價(jià)依據(jù)。
　　為了驗(yàn)證理論設(shè)計(jì)方法的可行性，基于APDL語(yǔ)言建立包含波發(fā)生器的諧波