三圆弧谐波齿轮传动齿廓设计

基于谐波齿轮传动共轭精确求解方法,提出三圆弧谐波齿轮传动齿廓设计方法,并研究了三圆弧柔轮齿廓参数对谐波传动共轭区间的影响。研究结果表明,三圆弧谐波齿轮传动较双圆弧谐波齿轮传动具有更宽的共轭区间和更小的共轭间隔区间;减少凸齿廓圆弧半径有利于增加谐波传动共轭区间,但不利于减少共轭间隔区间;减少中间圆弧半径、夹角δ1和δ2既利于增加谐波传动共轭区间,也利于减少共轭间隔区间;凹齿廓圆弧半径对实际共轭区间影响很小。合理选择柔轮齿廓参数可有效减少共轭间隔区间,增加共轭区,减少尖点啮合,增加齿间共轭接触,从而提高谐波齿轮传动精度和扭转刚度。     

不同齿形谐波传动柔轮齿廓设计及有限元分析

建立了公切线双圆弧齿廓谐波减速器的齿形曲线,对采用包络啮合理论设计的双圆弧齿廓进行了共轭齿廓拟合分析,利用ANSYS对渐开线齿廓与双圆弧齿廓谐波减速器进行了对比分析。分析了空载和负载状态下两种齿廓柔轮的齿廓前端的径向变形和切向变形。结果表明,空载状态下双圆弧和渐开线齿廓变形相同,加载后变形发生变化并且双圆弧齿廓的变形都小于渐开线齿廓且承载能力更大。     

径向变形量系数对谐波齿轮传动啮合特性的影响

径向变形量系数是衡量柔轮弹性变形的重要参数之一,选取公切线双圆弧齿廓为谐波传动柔轮齿廓,基于谐波传动包络啮合理论,采用MATLAB编程计算,研究了径向变形量系数对共轭区域、共轭齿廓、啮合轨迹等性能的影响。研究结果表明,径向变形量系数对长轴与短轴附近轮齿的径向变形、长短轴过渡段轮齿的切向变形与法向转角影响较大;随着径向变形量系数减小,共轭区域增大,而共轭区域之间的空白区域减小,且共轭曲线一齿廓向上偏移,共轭曲线二齿廓向下偏移,存在有效共轭区域及有效共轭齿廓;合理选择径向变形量系数是避免谐波传动啮合干涉并提高啮合性能的重要方式之一。     

谐波传动中凸轮径向变形量对齿廓修形的影响

由于谐波传动中凸轮变形量理论值与实际不符,引起刚轮与柔轮齿廓干涉,以无公切线双圆弧谐波齿轮为研究对象,基于改进运动学法设计齿形,在Abaqus中建立谐波齿轮有限元模型,提取柔轮长短轴最大径向位移,结合双圆弧齿廓修形原理,采用Matlab进行仿真分析,研究不同凸轮径向变形量对柔轮修形的影响。结果表明,随着凸轮径向变形量增大,柔轮前端轮齿修形量急剧增大,后端轮齿修形量缓慢减小;当凸轮径向变形量为0. 49 mm左右时,修形后可实现空载下无干涉啮合。有限元法进一步完善了谐波传动齿廓修形原理。     

装配误差对双圆弧谐波齿轮应力的影响

由于谐波传动中刚轮、柔轮与波发生器装配时存在装配误差,可能会引起刚轮与柔轮齿廓干涉,从而影响柔轮齿面与齿根应力,以无公切线双圆弧谐波齿轮为研究对象,基于改进运动学法设计齿形,针对各种装配误差设计实验,并通过ABAQUS建立有限元装配模型进行计算,研究装配误差对柔轮应力的影响规律。结果表明,长轴方向刚柔轮中心距误差与凸轮径向安装误差对柔轮齿上应力影响最大,短轴方向刚柔轮中心距误差与凸轮径向安装误差次之,凸轮轴向安装误差影响最小;短轴方向刚柔轮中心距误差与长轴方向凸轮径向误差对柔轮杯底应力有较小影响;其余因素对杯底应力的影响极小。为谐波减速器的误差控制与补偿提供一定参考。     

双圆弧齿轮传动的模糊可靠性优化设计

结合实例分析论述了模糊可靠性设计的方法、原理、特点,以及在双圆弧齿轮传动优化设计中的应用。     

润滑剂对孔穴双圆弧齿轮动态特性影响的研究

本文通过大量的试验数据,说明了润滑剂的合理选择对孔穴双圆弧齿轮动态特性的影响至关重要.否则,即使齿轮传动结构设计得具有较好的减振降噪性,而在实际运行中也不能充分发挥其优点.     

双圆弧齿轮传动模糊可靠性的遗传算法设计

根据模糊可靠性设计理论，给出双圆弧齿轮传动的模糊可靠性设计准则，探讨了双圆弧齿轮传动设计中模糊变量与随机变量同时存在时的多目标多约束情况下模糊可靠性优化设计的数学模型，以及优化遗传算法求解该模型的算法流程。     

研究谐波齿轮传动啮合原理的一种新方法

介绍一种利用改进的运动学研究谐波齿轮传动啮合原理的新方法，这种方法 的特别是几何意义明确，特别是针对具有弹性变形构件的谐波齿轮传动更是如此，其优点在于针对某一特定的变形形状（波发生器型式），可以生成一个只包含运动参数的矩阵，这个矩阵当柔轮或刚轮采用不同齿廓时具有不变性。在利用该方法建立的谐波齿轮传动理论啮合方程的基础上，研究了啮合参数和结构参数对四齿差谐波齿轮传动共轭区间的影响规律。揭示了谐波齿轮传动中柔轮与刚轮共轭齿廓的相对运动特点。作为验证，从本方法出发，研制了成功单级传动比为50的谐波传动装置。     

圆弧齿廓谐波齿轮传动齿形设计中的几个问题

谐波齿轮传动采用圆弧齿廓后,可以改善柔轮齿根的应力状况和传动的啮合质量,提高承载能力和扭转刚度。本文首先计算出柔轮采用圆弧齿廓时,刚轮与之共轭的理论齿廓,通过用拟合圆弧对其进行逼近,得到拟合误差的变化规律;最后指出在开发双圆弧齿廓谐波齿轮传动时,应首先合理确定波发生器形式和柔轮径向变形量系数。     

共轭参数驱动的谐波传动齿廓设计与分析方法

以谐波传动中凸轮轮廓曲线为共轭齿廓形成的原始驱动参数,基于运动轨迹映射与共轭方程,提出了共轭参数驱动的谐波传动齿廓设计方法.对非共轭参数驱动与共轭参数驱动设计方法设计的共轭齿廓进行了啮合特性对比分析,研究了凸轮径向变形量系数和凸轮形式对谐波传动啮合与接触特性的影响规律.结果 表明:共轭参数驱动的齿廓设计方法无须参数调整...     

双圆弧柔轮结构参数对柔轮应力的影响分析

为了优化双圆弧谐波减速器中的柔轮结构,使用SoildWorks软件建立双圆弧齿廓的柔轮三维模型,利用有限元法模拟在装配条件下波发生器对柔轮的变形并建立了接触模型。针对柔轮轮齿上倒角的角度和薄壁圆筒壁厚等结构参数进行了优化,通过ANSYS Workbench对比分析了柔轮在空载和负载情况下,柔轮轮齿上最大等效应力和薄壁圆筒最大等效应力随柔轮结构参数的变化规律。研究为优化谐波减速器中柔轮的结构设计提供了依据,为空载和负载时柔轮的受力分布情况提供了参考。     

谐波齿轮传动柔轮和刚轮渐开线齿廓间隙的数学模型研究

分析了谐波齿轮传动柔轮和刚轮渐开线齿廓的性质和方程,通过建立柔轮和刚轮渐开线齿廓间隙的数学模型,得出了柔轮和刚轮齿廓的间隙方程,为进一步研究无侧隙谐波齿轮传动及其变位系数提供了依据.     

具有模糊可靠度约束的双圆弧齿轮传动设计参数的模糊优化设计

在充分考虑了双圆弧齿轮传动各设计参数的模糊性和随机性基础上，结合传统的优化设计方法，探讨了具有模糊可靠度约束的双圆弧齿轮的模糊优化方法。     

考虑柔轮空间变形的谐波齿轮传动齿形设计方法

为了解决基于平面设计的轮齿在柔轮空间变形影响下的齿廓干涉问题,提出了一种考虑柔轮空间变形的双向共轭法.该方法分别在柔轮轮齿前后端截面对预设柔轮凸圆弧进行共轭计算,得到刚轮的双圆弧齿廓,用刚轮凸圆弧在前端截面反向共轭计算柔轮凹圆弧齿廓,并与预设凸圆弧结合得到柔轮齿廓.基于三维有限元分析进行谐波齿轮传动啮合仿真,证明了将柔轮空间变形引入齿形设计可以有效避免齿廓干涉.     

链条谐波传动中刚轮齿廓曲线方程的研究

谐波传动被认为是机械传动的一个重大突破,但谐波齿轮传动具有一些难以克服的缺点。本文介绍了一种新型谐波传动形式——链条谐波传动,并首次根据微分几何及啮合原理建立了刚轮齿廓曲线方程。     

基于包络理论运动仿真方法求解谐波齿轮共轭齿廓

求解柔轮的共轭齿形刚轮采用包络方法,但在求解共轭方程时,径向变形位移和切向变形位移无法用基本初等函数表示出来,因此无法算出方程的解析解.用包络法求解共轭齿廓只能用计算机迭代出它的数值解.如果参数选择不合理的,用迭代求解时会无法找到使共轭条件收敛的解.在包络理论的基础上,用运动仿真方法探索共轭齿形的解法.     

谐波传动柔轮变形及共轭齿廓的研究

根据椭圆凸轮波发生器的运动规律,推导柔轮的变形函数,得出柔轮原始曲线的径向变形规律为余弦函数。进行柔轮的有限元变形分析,运用abaqus软件仿真波发生器装入柔轮的实际过程,提取柔轮中性层面的径向和切向变形量,拟合成相应的正弦因子函数,分析拟合误差,得出拟合变形函数与理论变形函数的差异。提出一种采用柔轮运动轨迹包络共轭刚轮齿廓的设计方法,根据已知的柔轮齿廓和原始曲线变形规律,求出刚轮齿廓,再进行刚柔轮的啮合仿真,分析啮合状态,验证刚轮齿廓的合理性,最后根据拟合的变形函数求解出刚轮齿廓,将其与理论变形函数的刚轮齿廓比较,分析二者差异。     

双圆弧谐波齿轮传动柔轮齿廓参数对侧隙的影响

在谐波齿轮传动中,空载啮合侧隙对其传动性能有显著影响。基于谐波传动共轭精确求解方法,研究了谐波齿轮传动共轭区间、刚轮理论共轭齿廓和侧隙随柔轮齿廓参数的变化规律。研究结果表明,柔轮齿廓参数对啮合共轭区间、刚轮理论共轭齿廓和侧隙具有决定性作用。减少凸齿廓圆弧半径有利于增加啮合共轭区间,但不利于减小侧隙;凹齿廓圆弧半径对共轭区间影响不明显,对侧隙影响较大;减小公切线倾角有利于增加共轭区间,也有利于减小侧隙值和改善侧隙分布;凸齿廓、凹齿廓圆弧半径对刚轮齿廓参数影响明显,公切线倾角对刚轮齿廓参数几乎无影响。合理选择柔轮齿廓参数能够获得更大的共轭区和更均匀的侧隙分布,从而提高承载能力和传动性能。     

基于MATLAB的双圆弧齿轮传动模糊可靠性优化设计

将GB/T12759-1991型双圆弧齿轮作为分析对象,运用模糊数学理论和可靠性优化设计方法,考虑圆弧齿轮传动中许用应力的随机性和模糊性,以圆弧齿轮传动中弯曲强度和接触强度的模糊可靠度以及齿轮的模数、齿数、螺旋角、纵向重合度等为约束条件,以一对圆弧齿轮体积最小为优化目标,建立了双圆弧齿轮传动的模糊可靠性优化设计数学模型,并给出实际算例,结果表明,用模糊可靠性优化设计方法进行圆弧齿轮设计具有更好的合理性。