谐波齿轮传动啮合参数优化设计

以谐波齿轮传动齿侧隙最小为目标,建立齿侧间隙计算数学模型,该模型通过柔轮附加扭转角形式对侧隙减小量进行补偿,弥补了以往设计中将侧隙减小值直接放在目标函数侧隙值中的缺点.并针对四力作用型谐波齿轮传动实例进行了啮合参数优化设计,所得参数为谐波齿轮的精密制造提供了可靠依据.     

谐波齿轮传动的啮合分析与啮合参数的优化选择

本文提出了计及柔轮出圈任意横截面上轮齿对称轴线转动的侧隙计算公式,以此为基础,建立了啮合参数优化设计的数学模型,外进行了有关的实例计算和分析。     

滚子谐波传动啮合原理及计算

滚子谐波传动是一种新型同轴式传动。其工作原理和结构简图如图1。它与普通的谐波传动(图2)类似,但又有较大区别。它用若干直径相同的圆柱滚子和一个波齿架来代替柔轮。如图1所示,为了实现由波发生器1产生“齿波”作用,在波齿架3上开有     

谐波齿轮传动的啮合干涉验算

论述了谐波传动的特点和柔轮与刚轮啮出(啮入)瞬时齿顶干涉的条件,推导了干涉条件中各参数的近似计算和确定方法,介绍了一种动力型谐波传动啮合干涉的验算方法。     

谐波齿轮传动啮合刚度的研究

首先推导出柔轮单齿刚度系数的计算公式并估算了谐波齿轮传动的啮合刚度;其次对啮合刚度在传动系统总刚度中所占比重进行了计算分析;最后提出提高谐波齿轮传动系统总刚度的技术途径。     

谐波齿轮传动中柔轮结构参数对应力的影响分析

利用ABAQUS有限元工具,建立了谐波齿轮传动的有限元模型,分析了柔轮的一些重要结构参数,旭长径比、壁厚和杯底斜角,对柔轮应力的影响,得出了这些参数在短时高过载工况下的最优值,为谐波齿轮传动的小型化和轻量化设计提供了依据.     

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。     

活齿端面谐波齿轮啮合原理的研究

活齿端面谐波齿轮传动是一种新型的传动方式,可以应用于大传动比、大功率的减速器中。研究了活齿端面谐波齿轮的啮合原理,给出了一般的求解步骤;并在保证瞬时传动比恒定的条件下,推导出了波发生器与活齿后端啮合副的一种齿面方程。     

接转化啮合再现法设计加工谐波传动柔轮

本文所探讨的“转化啮合再现法”，其要点为（１）使柔轮处在与刚轮空载啮合时相同的变形条件下进行范成加工；（２）加工装置中的波发生器固定不动，切齿刀具与刚轮存在着对应关系”；（３）按柔轮的当量齿轮法进行设计计算，将当量齿轮的分度圆取在柔轮中线上，并使该对齿轮假想的节圆与分度国重合。按上述原理设计加工出的谐波传动齿轮副能够符合齿廓啮合基本定理。柔轮轮齿加工装置结构简单，生产率高。     

谐波传动柔轮轮齿偏斜现象及其影响分析

理论分析和实际应用均证明了柔轮轮齿偏斜现象的存在。不同截面的刚柔轮啮合轨迹和侧隙的变化分析表明,在啮合的前部分时间里柔轮齿轴向靠近筒底部分容易啮合,之后啮合易出现在靠近筒口的部分。在共轭啮合区间大多数截面都产生了啮合干涉。轮齿偏斜造成的啮合干涉在轮齿非工作侧出现较早。干涉使得柔轮受力增加,并且产生周期性的弯曲变形,容易使柔轮产生疲劳裂纹。不同波发生器对轮齿偏斜造成的不同截面侧隙波动有一定的影响,但总体上差别不大。     

结构参数对载重车辆驱动桥壳力学特性影响研究

为了解决载重车辆驱动桥壳设计安全系数较大、制造成本高等问题,建立载重车辆驱动桥壳参数化有限元模型,通过将驱动桥壳系统关键结构参数设置为分析变量,运用静、动力学及疲劳寿命方法研究结构参数变量对载重车辆驱动桥壳力学特性的影响,为载重车辆驱动桥壳的设计和参数的选择提供了参考依据。研究结果表明,驱动桥壳本体总长与桥壳左右两侧挡板距离增加,将会提高驱动桥壳最大应力值与变形值;桥壳本体总长与桥壳左右两侧挡板距离两参数对驱动桥壳固有频率影响有限,而板簧座中心线距离对驱动桥壳固有频率影响明显。     

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。     

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。     

谐波驱动柔性臂系统耦合动力学建模及辨识

为研究谐波驱动的柔性臂系统耦合动力学建模问题,分别进行了谐波驱动模型的参数辨识和柔性机械臂振动特性的耦合动力学模型辨识。通过阶跃电流激励和低匀速转动实验辨识出了关节的库伦摩擦力,在伪随机二进制信号的激励下,辨识得到了包含驱动系统转动惯量和黏性摩擦因数的驱动传递函数模型,将其与实际结构系统比较验证了此模型的准确性。理论分析了振动耦合力矩和柔性臂应变输出电压之间的线性关系,辨识得到了从电机转动角位移到柔性臂应变电压输出之间的传递函数,其输出在时域和频域上都与实际系统比较吻合,说明了建立的传递函数模型对于实际系统的适用性。综合两个辨识得到传递函数模型,实现了对谐波驱动的柔性机械臂系统的耦合动力学建模。