谐波减速器柔轮装配过程的应力研究

针对中空型谐波减速器柔轮在装配过程中的接触应力和变形分布问题,基于ANSYS软件对柔轮的装配进行有限元分析,仿真柔轮装配后的变形和应力分布。分析结果表明:柔轮在波发生器作用下,齿圈与筒体的连接处以及轮齿末端根部产生应力集中现象;进一步刚轮完成装配后,由于刚轮的约束,柔轮齿圈会产生弯曲变形,使柔轮应力进一步增大,应力增大11%。运用三维光学变形和应变测量分析系统对柔轮装配过程进行了测量,实验结果与仿真基本吻合,验证了该仿真分析的准确性。研究结果显示谐波减速器柔轮装配中产生的最大Von Mises应力达到622 MPa,对其可靠性寿命有较大的影响,对谐波减速器的设计及运行提供了数据支撑。     

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。     

谐波摩擦传动柔轮结构参数对其应力影响分析

分析三波谐波摩擦传动柔轮结构参数对柔轮应力分布的影响.建立柔轮的有限元接触模型时,综合考虑谐波波发生器和刚轮对柔轮的影响,建立柔轮与刚轮及柔轮与钢球间的接触对.然后进行有限元接触分析,获得柔轮的应力分布情况及柔轮的最大等效应力.最后,根据柔轮应力分布,针对柔轮主要结构参数壁厚及长径比对柔轮的最大等效应力的影响及其对柔轮各应力突变截面的最大等效应力影响进行分析,获得如下结论:在柔轮直径等结构参数不变的情况下,随着壁厚的增加,柔轮的最大等效应力线性增加;随着柔轮长径比的增加,柔轮的最大等效应力非线性增加,当长径比大于0.8时,应力增加趋于稳定,大于1.0时,应力基本不变.     

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。     

谐波减速器疲劳失效特征分析

谐波减速器是工业机器人中重要的零部件之一,其性能直接关系到工业机器人的运转状态。谐波减速器的疲劳失效分为柔轮失效和柔性轴承失效两类。利用谐波减速器综合测试平台,实时监测和记录谐波减速器传动效率、温度和振动信号,并提取出信号特征,对两种失效模式的特征进行分析。验证了传动效率、温度和振动信号表征谐波减速器失效的一致性,在柔轮失效模式下,谐波减速器传动效率退化量约为7%;在柔性轴承失效模式下,谐波减速器传动效率退化量约为15%。失效模式特征的分析对于谐波减速器的失效和疲劳研究有着重要的意义。     

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。     

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.     

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。     

基于ABAQUS的短圆柱形柔轮谐波齿轮传动的有限元分析

短圆柱形柔轮运用齿轮键式连接的方法,克服了杯形柔轮的缺点,使整个谐波齿轮传动结构更加紧凑,降低了加工难度,同时还提高了极限速比.在ABAQUS中建立了短圆柱形柔轮与波发生器的有限元分析模型,同时运用面面接触分析的方法来模拟椭圆形凸轮式波发生器对短圆柱形柔轮的作用力,研究其应力分布情况.研究结果表明应力沿圆周方向呈对称分布;其在长轴和短轴处较大,在两者之间较小;最大应力出现在柔轮与波发生器的接触部位.     

封闭式谐波齿轮传动柔轮最优几何形状分析与设计

应用几何大变形薄壳理论分析柔轮的应力和应变,应用能量极大熵原理推导了柔轮几何形状最优曲线的数学模型表达式.     

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。     

风电机组行星传动柔性齿圈变形特点分析

以风力发电机行星传动系统为研究对象,为揭示齿圈变形特点,将齿圈离散为多段刚性轮齿段,对每两轮齿段用理论长度为零的双向扭转弹簧及铰链连接。在行星架随动坐标系下,综合考虑支撑刚度、齿轮啮合时变刚度和齿圈柔性,建立了风力发电机行星传动系统刚-柔耦合动力学模型。分析各构件间的相对运动微位移及齿圈的受力情况,运用牛顿力学推出动力学方程;基于所建模型,分别讨论了不同扭簧扭转刚度、负载力矩、支撑点处径向支撑刚度和周向支撑刚度条件,得到了齿圈的变形特点。该结果可为风力发电机行星传动的设计提供参考。     

谐波齿轮振动幅值的研究

本文对谐波齿轮振动幅值进行了分析研究，得出谐波齿轮振动的振幅与径向不平衡载荷、偏心误差、输入转速、传动比。柔轮半径和齿形角等有关。     

RV传动中摆线针轮副啮合力和转角误差的计算

RV减速器中摆线针轮副的啮合是一个连续过程,在分析了最先接触点不同对初始间隙的影响和摆线针轮副传动具有小周期特点的基础上,提出了基于迭代原理的最先接触点分布区间计算方法;并借助赫兹接触理论对RV传动中摆线针轮副的小变形非线性接触问题进行啮合全过程的求解,得到连续的单针齿啮合力和RV减速器的转角误差,由此将RV传动传统受力分析方法从只能对某一特殊位置分析扩展到了摆线针轮副连续啮合的全过程,建立了摆线针轮副单个针齿受力分析和整机转角误差的连续分析模型;并研究了摆线针轮副结构参数对单针齿啮合力和整机转角误差的影响。     

大型立磨行星轮系故障分析与解决方法

行星轮系是大型立磨中的关键组成部分,其故障分析对立磨的全寿命服役性能至关重要。本文针对大型立磨行星轮系使用过程中出现的故障进行了分析,通过宏观检验、显微分析以及有限元分析相结合的方法明确了行星轮系故障的失效机理。结果表明:接触疲劳是导致行星轮系中行星轮内壁断裂的主要成因。进一步分析了行星轮壁厚对齿根应力的影响,验证了行星轮疲劳微裂纹产生的生成原因。最后提出了行星轮断裂的预防方法,改进了行星轮系的设计和可靠性。     

基于Adams的三项并联式内平动减速器的动力学分析

三项并联式内平动减速器是一种新型的减速器,介绍了减速器的工作原理,对其进行数学建模和分析,并且通过Pro/E软件对其建立实体模型,导入到Adams软件中,利用Adams自带的Postprocessor模块进行后处理分析,仿真结果表明该减速器齿间啮合力成简谐变化,且变化趋于平稳;支撑轴与齿轮接触力,总体上成简谐变化;主轴和齿轮的接触力随时间变化;偏心套在一个周期内的受力不够均匀,应选择硬度和耐磨性较好地材料;主轴转动角速度比支撑轴角速度变化小,两速度平均值相同;主轴与输出轴之间的力变化平稳。     

高速外圆磨削18 CrNiMo7-6齿轮钢工艺参数优化

以18 CrNiMo7-6齿轮钢为试验材料,采用正交试验法,研究高速外圆磨削加工中砂轮线速度、工件转速、砂轮径向进给速度和砂轮粒度等工艺参数对工件三维表面粗糙度幅度参数Sa、Sku和Ssk等工艺指标的影响.运用灰色关联分析方法对试验结果进行分析研究,将多项工艺指标的优化问题转化为单一目标灰关联度优化,以正交试验极差分析...     

RV减速器摆线轮磨削工艺研究

为了解决RV减速器核心零部件——摆线轮的制造工艺问题,介绍了砂轮磨削原理,分析了齿轮成形磨削的特点。分析结果表明:影响摆线轮磨削精度的主要因素是砂轮速度、进给速度和磨削深度。以理论磨削深度与工件上实际磨削深度之间的误差为研究对象,采用正交组合法对3个因素进行磨削实验,并通过对实验数据的分析,得到了误差最小的磨削参数组合,为摆线轮生产加工提供了依据。