机器人用杯形谐波减速器应力和变形分析

针对杯形谐波减速器复杂的装配变形和应力分布,基于ANSYS软件建立有限元分析模型,分析谐波减速器在装配和加载过程中的应力和变形规律。研究结果表明：波发生器与柔轮装配时,柔轮和轴承外圈产生了不同程度的倾斜;刚轮与柔轮装配后,柔轮和轴承外圈在长轴位置的最大径向变形量分别相比前者减少14.1%和9.1%;随着负载的增大,柔轮应力增长趋势为变斜率上升,153 N·m后柔轮应力加速上升,斜率约为0.354;通过三维应变测量系统对柔轮装配变形进行测量,实验与仿真结果基本一致。研究结果表明柔轮、轴承和刚轮对谐波减速器应力和变形分布都有较大影响,其为谐波减速器的设计、使用和性能试验提供数据支撑。     

谐波减速器用柔性轴承疲劳寿命实验与失效分析

柔性轴承是谐波齿轮减速器的重要组成部分。为了研究柔性轴承的失效特性,研制了一种可进行柔性轴承疲劳寿命实验的专用试验机。该试验机的加载装置能够与柔性轴承的内圈一起旋转,并可在外圈主轴两端同步施加载荷。通过对四套柔性轴承进行疲劳寿命试验,观察到了几种柔性轴承的失效现象。实验后测量了沟道的宽度,深度和表面粗糙度。实验结果表明:柔性轴承的内圈仅在主轴末端出现磨损和疲劳剥落现象,而外圈可能出现疲劳断裂和剥落现象。此外,还发现柔性轴承套圈沟道的磨损是不均匀的。     

工业机器人谐波减速器的传动误差超限故障诊断

为解决工业机器人谐波减速器使用过程中传动误差超限故障诊断问题,建立伺服电机和谐波减速器的机电仿真模型,分析减速器间隙增大对驱动电机电流产生的影响。构建工业机器人谐波减速器机电系统实验平台,采集不同传动误差谐波减速器对应的驱动电机电流信号。利用电机电流信号,提出结合梅尔倒频谱和支持向量机,以及结合梅尔倒频谱和概率神经网络的2种故障诊断方法。基于多种指标综合分析比较上述2种故障诊断方法,结果表明:结合梅尔倒频谱和支持向量机的谐波减速器传动误差超限故障诊断方法综合性能优于结合梅尔倒频谱和概率神经网络的方法。     

谐波减速器用柔性轴承疲劳寿命实验与失效分析（英文）

柔性轴承是谐波齿轮减速器的重要组成部分。为了研究柔性轴承的失效特性,研制了一种可进行柔性轴承疲劳寿命实验的专用试验机。该试验机的加载装置能够与柔性轴承的内圈一起旋转,并可在外圈主轴两端同步施加载荷。通过对四套柔性轴承进行疲劳寿命试验,观察到了几种柔性轴承的失效现象。实验后测量了沟道的宽度,深度和表面粗糙度。实验结果表明:柔性轴承的内圈仅在主轴末端出现磨损和疲劳剥落现象,而外圈可能出现疲劳断裂和剥落现象。此外,还发现柔性轴承套圈沟道的磨损是不均匀的。     

双圆弧谐波齿轮齿形参数化设计仿真与验证

谐波减速器的应用领域对产品性能的要求日益提高，尤其是机器人行业，要求谐波减速器具备高寿命、高精度、高转矩容量等。传统的渐开线齿形由于同时啮合齿对数较少，传动能力有限，难以达到使用要求。而双圆弧谐波齿形能满足上述要求。但目前国产谐波减速器主要还是以渐开线齿形为主，对双圆弧谐波齿形的设计原理基本没有掌握。首先介绍了谐波减速器的研究概况，然后讲述了双圆弧谐波减速器齿轮传动的基本原理和双圆弧齿形计算机辅助设计软件的开发，提出了几种齿形设计中如何提高啮合精度的方法和基于复杂柔轮有限元变形分析的中性曲线的三次样条模型。通过理论计算模型开发出了双圆弧谐波齿轮计算机辅助设计软件，极大地提升了设计开发效率，降低了开发成本。通过有限元分析模拟了柔轮的真实变形，有限元模拟出的柔轮变形齿廓能与刚轮齿廓精确啮合，与理论计算出的刚柔轮齿廓能精确啮合达成一致，证明理论模型计算出的双圆弧齿廓是准确无误的。     

机器人用精密减速器类型及精度研究进展

综述了机器人用精密减速器的类型与应用现状,重点讨论了RV减速器、谐波行星减速器和住友减速器的特性和研究进展,分析了RV减速器、谐波行星减速器和摆线针轮减速器的精度问题,最后指出了机器人用精密减速器的发展方向是传动比更大、效率更高、传动更平稳、高精度、高性能的减速器,与此同时研究新型减速器是未来发展的方向。     

苛刻空间环境下固体润滑涂层在谐波齿轮减速器表面的服役性能评价

随着航天技术和深空探测的发展,传统的脂润滑材料已难以满足谐波减速器在真空宽温区的润滑需求,固体润滑涂层是一种非常理想的空间润滑方式,具有较宽的温度使用范围,且润滑性能受工况的影响也较小,广泛应用于空间运动机构。目前固体润滑谐波减速器在苛刻空间环境下的使役性能（传动精度和传动效率）还鲜有报道,通过物理气相沉积技术分别在XBS-40-100型和XBS-60-120型谐波减速器制备MOSTP&MOSTP和DLC&MOSTP两种固体润滑涂层,并对润滑前后的谐波齿轮减速器的传动精度、传动效率及真空高、低温适应性进行对比研究。研究结果表明：谐波减速器的传动误差不仅没受到润滑涂层的影响,其传动精度还远优于脂润滑的同型号谐波减速器;固体润滑谐波减速器具有优异的温度适应性,XBS-40-100型和XBS-60-120型谐波减速器在-90℃～100℃温度范围内,传动效率分别为69.4%～82.8%和66.2%～86.7%,远高于全氟聚醚（-90℃,效率在30%左右）和多烷基化环戊烷（-90℃,效率基本在15%左右）润滑的同型号谐波减速。系统研究了固体润滑谐波减速器的使役性能和温度适应性,可...     

基于ANSYS-Workbench的谐波减速器柔轮结构优化分析

柔轮是谐波减速器的核心部件,也是最容易失效的部分,其工作寿命决定了谐波减速器的寿命.针对柔轮结构设计中高寿命、高承载能力的要求,以柔轮中筒长、壁厚等关键结构参数为研究对象,建立柔轮受力数学模型,分析单因素对柔轮应力应变的影响规律.基于Design Exploration响应面子模块探究不同因素的搭配对柔轮应力应变的影响...     

工业机器人用谐波减速器精度测试系统研究

谐波减速器是工业机器人传动系统核心部件之一,为了提高国产谐波减速器传动性能,研发了一套高精度谐波减速器精度综合测试系统。该测试系统可对谐波减速器的回差、运动误差和平稳性误差进行实时动态测试,为国内谐波减速器出厂检验提供了参考。     

齿啮式谐波传动中短环型柔轮变形及应力

柔轮的疲劳断裂破坏是影响其使用寿命的主要原因,对柔轮的变形和应力分布规律进行研究,是谐波齿轮研究的重点。齿啮式谐波传动中短环型柔轮具有独特的结构特点,可有效解决杯型和钟型柔轮加工困难以及在筒底转角处应力集中的问题,从而延长谐波传动的使用寿命。文章利用弹性力学和材料力学理论,建立了短环型柔轮的数学模型,并对其变形和应力进行理论分析;在考虑几何非线性基础上,利用有限元方法,建立了谐波齿轮的接触非线性有限元实体模型,对其进行有限元仿真分析,并与理论分析结果进行比较,得到了短环型柔轮的初始变形和应力分布规律,为研究齿啮式谐波传动问题提供了理论依据。     

封闭谐波齿轮传动柔轮旋压技术及效益分析

针对封闭谐波齿轮传动柔轮毛坯,提出采用热普旋-强旋新工艺方案。论述了旋压成形工艺对柔轮材料金相组织和机械性能的有利影响,对比分析了两种加工工艺方法的经济效益,为谐波齿轮传动装置的推广应用奠定了基础。     

谐波齿轮传动系统柔轮应力的数值建模与分析

为研究杯型柔性谐波齿轮传动系统柔轮的应力情况,采用弹簧近似法和单元接触法对该系统进行三维建模。对柔轮进行数值计算和分析,得到柔轮变形和柔轮齿根处的应力分布情况。将数值计算结果与实验测试结果进行对比,结果表明:在定性和定量方面,数值计算结果和实验结果相吻合,用该方法来分析柔轮应力分布状况具有可行性,可为柔轮的优化设计提供参考。     

燃气涡轮起动机减速器齿轮断齿分析

燃气涡轮起动机返厂修理分解检查时，发现减速器输入主动齿轮损坏，弹性轴定位段单向严重胶合。通过对故障件进行外观形貌、裂纹和金相组织检查，以及齿轮偏斜情况下的强度计算分析，结果表明:主动齿轮断裂性质为轮齿弯曲疲劳，轮齿弯曲疲劳失效与其承受了较大的振动冲击载荷有关，弹性轴前花键与动力涡轮轴内花键间隙配合导致径向位移和涡轮转子振动增大，齿轮接触应力和弯曲应力显著增加，最终产生疲劳断齿。     

基于齿面拓扑修形的驱动桥主减齿轮啸叫分析与优化

针对某轻型客车在减速滑行阶段出现的驱动桥齿轮啸叫问题,提出一种齿面拓扑修形方法来优化驱动桥齿轮啸叫噪声。利用LMS Test.Lab设备进行路试测试,识别出噪声源来自驱动后桥主减齿轮的啮合振动。对主减齿轮当前齿面接触性能进行分析,在此基础上,提出采用齿面拓扑修形方法对当前齿面接触区和传动误差进行修正。对修形前后的齿面加载啮合性能和NVH仿真曲线进行对比分析,仿真结果表明:修形后齿轮啮合性能和NVH性能都得到了提升。对修形前后的主减齿轮进行了路试测试实验,实验结果表明:齿面修形后齿轮啸叫问题得到了明显改善。     

谐波光面摩擦传动三波最小传动比的研究

用弹性理论推导出了谐波光面摩擦传动三波柔轮的特征曲线方程.根据强度理论,由曲线方程建立了谐波光面摩擦传动三波最小传动比公式,由此得到谐波光面摩擦传动三波最小传动比的设计准则--柔轮半径﹑柔轮壁厚与最小传动比的关系式.分析了影响最小传动比的诸多因素.     

二维纳米石墨烯作为传动油添加剂的齿轮承载性能研究

目的 二维纳米石墨烯作为添加剂提高传动油的耐磨性能和承载性能,满足重载高速工况下传动油在传递运动形式和能量过程中承载和耐磨性能需求。方法 二维纳米石墨烯作为传动油添加剂,以丁二酰亚胺为分散剂制备了石墨烯传动油,采用FZG齿轮试验机标准方法（NB/SH/T 0306—2013）评价了传动油和石墨烯传动油的耐磨性能和承载性能,通过SEM、Raman、EDS和XPS检测手段分析试验齿轮耐磨及承载机理。结果 二维纳米石墨烯作为添加剂将传动油的承载能力从8级提升至10级。试验齿轮在传动油中表现为黏着磨损和磨粒磨损,齿轮磨损表面有严重的犁沟现象;试验齿轮在石墨烯传动油中磨损表面表现为抛光式的磨损,磨损表面变得光滑。通过Raman、元素面分布和XPS测试结果分析,重载高速运转条件下试验齿轮磨损表面在石墨烯传动油中形成了不连续的多元杂化润滑膜,该润滑膜是由低剪切强度相（石墨烯、硫化物）、硬度和屈服强度比较高的磨损微粒（铁氧化物）和弹性模量较低的无定形聚磷酸盐等组成。润滑膜防止了齿轮材料在高载运转过程直接接触,减小接触面间的剪切强度,提高了耐磨性能和承载能力。结论 二维纳米石墨烯作为一种传动油添加剂,可...