谐波齿轮传动柔轮的设计

提出了柔轮隔膜、胴部、齿形及齿向的设计方法及思路,为提高谐波减速器的各种性能提供了可靠保证,同时为今后该系列产品的设计提供了参考。     

谐波齿轮传动柔轮的变形分析

柔轮是谐波齿轮传动装置的主要部件,柔轮的变形直接影响柔轮的应力、寿命及谐波齿轮传动机构工作的可靠性.本文通过理论推导,建立了双波谐波齿轮传动环形柔轮变形量、截面弯矩的计算模型,提出了柔轮变形敏感度的概念,并对柔轮变形的敏感度与中性层曲率半径变化进行了仿真,得出了柔轮齿数的合理取值范围及柔轮圆环危险截面的位置,可为柔轮的性能分析、改进设计提供参考.     

封闭式谐波齿轮传动柔轮疲劳强度计算

封闭谐波齿轮传动和一般谐波齿轮传动一样,柔轮是最易疲劳破坏的零件。本文引用文献［２］导出的封柔轮在四力试波发生器作用下的位移和应力表达式,对封闭柔轮进行了应力分析,找出了危险截面;根据材料力学的强度校核理论,参考一般谐波齿轮传动柔轮疲劳强度的计算方法,得到了封闭柔轮强度计算公式。     

谐波齿轮传动分析与柔轮的改进设计

谐波齿轮传动是少齿差传动的一种特殊类型,它通过柔轮这一元件周期性的波动变形来实现齿的啮合,完成运动和动力的传递。由于这种传动具有传动比大、体积小、重量轻及传动精度高等优点,因而被广泛应用于航空、航天等高技术行业及军用工业中。 然而,正因为这种传动存在着能产生变形的可控柔轮,使其在啮合理论、几何参数计算以及强度计算等方面与一般的刚性齿轮传动有很大区别,其传动计算的准确度、结构强度、材料的机械性能等方面的要求更高,其设计计算难度也更大一些。而且,为满足某些传动指标的要求,设计参数的选取常常要受到很大限制。该类传动还有一些固有的结构缺点,这些问题如不能得以改进,谐波齿轮传动的应用范围就不能扩展。     

谐波齿轮传动中柔轮的设计与工艺

谐波齿轮传动是利用行星轮系传动原理发展起来的一种新型传动机构，本文介绍了谐波齿轮传动主要零件－柔轮的设计与制造工艺。     

谐波齿轮传动柔轮的实验模态分析

通过对谐波齿轮传动柔轮进行实验分析，测得简形柔轮的固有频率、阻尼比和振型。实验与理论分析结果相比较，发现两者吻合较好。同时发现筒底与筒体的耦合振动较差，为进行柔轮结构的动态设计提供了实验和理论依据。     

谐波齿轮传动柔轮的固有振动分析

柔轮的动态特性在很大程度上决定了谐波齿轮传动的动态性能。由于柔轮是一个组合的旋转壳体结构,故本文采用了半解析环单元方法对柔轮的固有振动特性进行了深入的研究。论述了这种有限元方法的基本理论,柔轮固有频率和振型的计算方法。讨论了柔轮结构参数对其固有振动特性的影响,并给出了相应的计算结果和对工程设计有价值的结论。     

基于ABAQUS谐波齿轮柔轮变形与应力研究

采用ABAQUS软件建立了谐波齿轮有限元实体模型,对波发生器装配过程以及谐波齿轮动态工作过程进行了仿真,得到了两过程中柔轮的变形与应力分布状况。研究表明：柔轮初始变形函数存在误差,但误差不大,在柔轮装配应力中周向正应力是主要组成,柔轮周向正应力与周向切应力皆沿着筒长方向递减,但周向切应力有一过渡区域;柔轮动载径向变形曲线在某区域内不在遵循正（余）弦曲线规律,周向变形曲线有轻微的相位角偏移,在齿圈区域柔轮动态Mise应力曲线存在明显的四个波峰,筒体区域Mise应力曲线波动幅度不大。     

精密谐波齿轮柔轮扭转刚度测试与分析

为进一步检验精密谐波齿轮的柔轮对其整体输出扭转刚度的影响,设计了一套谐波齿轮柔轮扭转刚度测试系统。谐波齿轮柔轮扣在模拟波发生器上,用外卡具夹紧固定柔轮外齿,使其处于工作变形状态,采用双向力偶的形式通过力矩盘在其输出端施加双向渐变力矩,利用光学自准直仪精确测量柔轮转动的角度,从而计算出被测柔轮的扭转刚度。完成了某精密谐波齿轮柔轮的扭转刚度测量,测试结果表明被测柔轮扭转刚度高达27 000 N°m/rad,不是谐波齿轮整体输出刚度不足的薄弱环节。     

谐波齿轮传动柔轮变形与变形力研究

针对新型弹性波发生器的提出,建立了谐波齿轮传动柔轮变形与变形力的计算模型,并对XB1-100-80机型的柔轮进行了变形量与变形力测试实验,通过对测得的实验数据进行拟合分析,对柔轮变形与变形力的计算模型进行了修正,为新型弹性波发生器的设计提供了理论依据.     

谐波减速器柔轮与柔性轴承断裂失效分析

通过观察显微组织、测定力学性能以及观察断口形貌,对比分析国产失效谐波减速器和日本谐波减速器关重件柔轮和柔性轴承的显微组织和力学性能,并分析了国产谐波减速器过早失效的原因。结果表明,失效谐波减速器柔轮显微组织与日本相同,均为回火屈氏体,失效柔轮平均晶粒尺寸为8.2μm,比日本柔轮平均晶粒尺寸高了1.5μm;失效柔性轴承和日本柔性轴承显微组织均为回火马氏体,失效柔性轴承平均晶粒尺寸为13.1μm,比日本柔性轴承平均晶粒尺寸高出6.9μm。失效谐波减速器柔轮断口呈脆性断裂,无明显裂纹源,但失效的柔性轴承断口存在明显断裂走向,在裂纹源中有大尺寸、聚集性分布的夹杂物。失效轴承钢质洁净度差,存在大尺寸夹杂物,且显微组织晶粒粗大,阻碍裂纹扩展的能力差,导致国产谐波减速器过早失效。     

三波谐波齿轮传动柔轮变形研究

根据弹性理论，分析了三波谐波齿轮传动柔轮变形特点，推导了柔轮中线变形公式，并通过实例计算验证了公式的正确性，为三波谐波齿轮传动的进一步研制、开发提供了理论依据。     

三波谐波齿轮传动柔轮应力分析

根据弹性理论 ,分析了三波谐波齿轮传动柔轮应力 ,推导了柔轮应力计算公式 ,并通过实例验证了公式的正确性 ,为三波谐波齿轮传动的进一步研制、开发提供了理论依据     

谐波齿轮传动中柔轮弯曲疲劳强度计算

谐波齿轮传动中的柔轮是最易疲劳破坏的零件,因为柔轮壳体的壁厚是最薄弱环节。目前的计算方法是将柔轮视为圆环受弯来处理。本文应用薄壳理论对柔轮壁厚进行强度计算和提供必要的计算公式。     

谐波齿轮传动中柔轮应力的有限元分析

建立了谐波齿轮传动中杯形柔轮与波发生器接触分析的有限元模型,对常用的滚轮、凸轮及圆盘式波发生器作用下柔轮空载时的应力进行了计算分析,得到了柔轮壳体的应力分布状况。研究表明:柔轮壳体上的最大应力出现在齿圈与波发生器的接触部位,齿圈上沿圆周方向的应力呈对称分布,在长轴和短轴处较大,在两者中部较小;沿齿圈宽度上柔轮的应力分布状况在双滚轮和四滚轮下相近,最大应力位于齿圈后端;双圆盘和凸轮下应力分布相近,最大值位于齿圈前端;在同样大的变形下,采用圆盘波发生器时柔轮上具有较小的应力。     

考虑谐波齿轮传动间隙的柔轮变形状态

本文通过对谐波齿轮传动凸轮式波发生器机构的间隙进行分析计算,在合理假设柔轮—波发生器之间的载荷分布模型基础上,建立了合理的柔轮壳体变形数学模型。运用壳体理论、优化理论,推导了在波发生器—柔轮系统具有间隙条件下的柔轮实际原始曲线数学方程从而为进一步研究真实状态下谐波齿轮传动的啮合几何问题与结构强度问题奠定了基础。     

基于ANSYS的谐波齿轮圆柱形柔轮模态分析

谐波齿轮传动的主要失效形式是柔轮的疲劳断裂,谐波齿轮传动柔轮的强度问题一直是谐波齿轮设计者的一个课题。采用基于接触问题的有限元法建立数值模型并进行模态分析,得到柔轮的前10阶固有频率。通过分析柔轮的固有频率范围,为谐波齿轮的改进提供参考。     

谐波齿轮柔轮材料对传动比极限的影响

分析了谐波齿轮传动比特点，推导了传动比极限计算公式，通过实例验算分析了柔轮材料对传动比极限的影响，为谐波齿轮传动的进一步研制、开发提供了理论依据。