雙圓弧齒廓短杯諧波齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與有限元分析.pdf

1、諧波齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)作為一個(gè)新型的傳動(dòng)機(jī)構(gòu),自上世紀(jì)問(wèn)世以來(lái),就以其獨(dú)特的性能而得到廣泛的應(yīng)用。但隨著科技的發(fā)展,現(xiàn)有的諧波齒輪傳動(dòng)裝置的性能也急需提高。
　　 本文從諧波齒輪的整體設(shè)計(jì)開(kāi)始,先確定柔輪的結(jié)構(gòu)形式及相關(guān)幾何尺寸,然后確定波發(fā)生器及剛輪的結(jié)構(gòu)形式及幾何尺寸。并對(duì)柔輪筒體的應(yīng)力及應(yīng)變情況進(jìn)行分析計(jì)算,對(duì)輪齒的受力也進(jìn)行分析。在此基礎(chǔ)上,為了提高諧波齒輪的傳動(dòng)性能,分析雙圓弧嚙廓在適用于諧波齒輪傳動(dòng)的嚙合中,將雙圓弧齒廓引

2、入到諧波傳動(dòng)中來(lái)。通過(guò)參考現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)的雙圓弧齒廓來(lái)確定柔輪輪齒的齒廓,然后通過(guò)幾何數(shù)學(xué)的方法及坐標(biāo)變換,推導(dǎo)出與之相嚙合的剛輪輪齒的齒廓。在確定諧波傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)尺寸及嚙合參數(shù)后,對(duì)整體進(jìn)行三維建模,并運(yùn)用有限元軟件進(jìn)行分析。在有限元軟件中,對(duì)諧波齒輪傳動(dòng)裝置的波發(fā)生器、柔輪和剛輪進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)劃分、材料屬性的定義和邊界條件的給定,并定義分析步進(jìn)行分析。對(duì)波發(fā)生器的裝配進(jìn)行仿真,得出在波發(fā)生器裝入后,柔輪筒體的應(yīng)力及應(yīng)變情況。然后裝入剛輪,此

3、時(shí),諧波齒輪傳動(dòng)裝置裝配完畢,此時(shí)波發(fā)生器、柔輪和剛輪的受力情況就是諧波齒輪傳動(dòng)裝置的初始工作情況,觀察柔輪筒體及輪齒的受力情況。在裝配好之后,對(duì)整體模型施加負(fù)載,觀察在空載及不同負(fù)載的情況下,柔輪的應(yīng)力及應(yīng)變情況。然后改變?nèi)彷喗Y(jié)構(gòu)的參數(shù),進(jìn)行分析,結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,得出此次柔輪結(jié)構(gòu)幾何尺寸的最優(yōu)解。
　　 通過(guò)理論分析、計(jì)算和有限元的仿真,我們得出在諧波齒輪傳動(dòng)中,雙圓弧齒形齒廓確實(shí)要優(yōu)越于普通漸開(kāi)線齒形齒廓。確定了此次設(shè)計(jì)的長(zhǎng)徑