諧波減速器柔輪的性能研究.pdf

1、諧波齒輪傳動是利用柔性工作構(gòu)件的彈性變形波進行運動或者動力傳遞的一種新型傳動方式，因其具有體積小、重量輕、精度高、單級傳動比大、承載能力高等諸多優(yōu)點，在航空航天、機器人、數(shù)控機床等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。柔輪作為諧波齒輪傳動的關(guān)鍵構(gòu)件很大程度上影響了諧波齒輪傳動的承載能力、使用壽命等。柔輪為彈性薄壁件，在交變載荷作用下易導致齒面磨損和疲勞斷裂。柔輪強度、變形與應(yīng)力分析對諧波齒輪傳動過程中的疲勞斷裂評估及傳動性能研究具有重要的意義。

2、　　本文首先根據(jù)已知參數(shù)、實際工況和諧波齒輪傳動嚙合參數(shù)選取原則，設(shè)計了諧波減速器柔輪、剛輪和波發(fā)生器的基本結(jié)構(gòu)，并利用齒輪設(shè)計插件GearTrax在SolidWorks中進行三維實體建模。
　　第二，建立了諧波減速器的有限元模型，基于接觸非線性有限元分析對波發(fā)生器的裝配過程和諧波齒輪傳動過程進行了動態(tài)仿真，得到了柔輪結(jié)構(gòu)關(guān)鍵位置的變形與應(yīng)力場。分析表明諧波齒輪傳動過程中產(chǎn)生的較大應(yīng)力是導致柔輪疲勞斷裂和齒面磨損的主要原因。

3、>　　第三，根據(jù)實際臺架試驗柔輪的磨損狀態(tài)，建立了諧波齒輪傳動過程中不同磨損程度的柔輪有限元模型，并研究了柔輪不同磨損量對壓縮剛度和扭轉(zhuǎn)剛度的影響。計算結(jié)果表明:柔輪的磨損量對扭轉(zhuǎn)剛度的影響比對壓縮剛度的影響更為明顯，當柔輪齒圈中間齒頂厚磨損掉2/3時，壓縮剛度下降了8.497％，而扭轉(zhuǎn)剛度則下降了44.939％。
　　最后，利用光學顯微鏡及掃描電鏡對臺架試驗失效的柔輪進行了失效分析，說明了柔輪失效的原因，并由分析結(jié)果確定了后續(xù)理