谐波传动双圆弧共轭齿廓的优化设计

建立双圆弧谐波传动柔轮齿廓基准坐标系,并用分段函数表示柔轮齿廓,根据刚柔轮的相对运动规律和包络条件方程,推导理论共轭齿廓的方程表达式;将柔轮分段齿廓函数代入理论共轭齿廓方程式中,进行柔轮理论共轭齿廓的求解;分析柔轮理论共轭齿廓的解集,建立数学模型,以理论共轭齿廓间的差异最小为优化目标,通过改变柔轮凸圆弧与凹圆弧段的齿廓半径参数,进行柔轮齿廓共轭区域的优化设计,实现刚柔轮"双共轭"的啮合区间最大化,提高双圆弧谐波传动的承载能力以及传动精度。     

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。     

基于Matlab的谐波齿轮及其刀具的设计与仿真

根据齿廓法线法和包络原理,利用Matlab软件强大的数据处理能力和图形显示功能,在Matlab软件中编写出求解刚、柔轮及其刀具齿形相应的齿廓法线法和包络法的运算程序。在对新齿形求解的过程中,用齿廓法线法对所设计的新齿形进行精确地求解,同时用包络法包络出相应的新齿形,并对齿廓法线法所求解出来的齿形进行对比验证。Matlab仿真结果表明:利用这种方法,能够实现了谐波齿轮传动刚、柔轮齿形及相应刀具新齿形的快速设计,并且能够及时对所求结果进行验证,利用所设计的两把刀具加工出的柔轮和刚轮在啮合仿真分析中的啮合侧隙在2μm以内。     

传动比波动幅度约束下的摆线轮齿廓修形量优化

摆线轮齿廓修形对摆线针轮传动机构的承载能力和运行平稳性有重要影响。为获取最优的修形策略和修形量，提出了一种以最小化传动比波动幅度为优化目标、基于内点法的摆线轮齿廓等距-移距复合修形量的优化方法。以单级摆线针轮减速器为例，建立考虑修形后的摆线轮受力平衡方程，以及摆线轮针齿的轮齿接触方程，并通过优化流程将力平衡方程和轮齿接触方程耦合集成，从而实现对3种等距-移距修形组合策略下的修形量进行优化计算，发现正等距加正移距组合修形下的最优修形量可将传动比波动幅度降低40%,最大针齿接触力降低17%,实现更平稳的传动和更好的承载性能，也有利于提高减速器传动精度和寿命。     

RV减速器中摆线轮齿形优化修形与参数化设计

为了得到符合实际工作要求的摆线轮齿形,对摆线轮齿形的几种修形方式进行了研究,确定了最佳修形方式为负移距与正等距相组合的修形方式。对多种优化方法进行了分析,选取了两点外插的混合罚函数法来求解,并借助VC++6.0编写绘图程序验证了此种修形方式的合理性。同时利用Pro/E 4.0对摆线轮进行了参数化设计,推导出摆线轮齿廓曲线上的坐标点按齿廓曲线曲率不同分布疏密程度不同的公式,同时借助VC++6.0编制程序计算出摆线轮齿廓曲线上分布的各点的坐标值,为使用数控机床加工摆线轮提供了便利。     

非圆行星齿轮马达轮系特殊结构的设计

提出了一种高阶非圆行星齿轮马达,相比于波兰SOK马达,高阶非圆齿轮马达径向力平衡,排量大,脉动小,性能更优。如何确定齿轮副中各非圆齿轮的节曲线和齿廓是设计非圆齿轮的关键。本文首先依据非圆齿轮的啮合原理,得出封闭节曲线的方程式,确定在节曲线上均匀分布的轮齿的位置,并通过利用产形齿轮与非圆柱齿轮啮合关系来确定非圆柱齿轮的齿廓。通过MATLAB编程软件对相关参数方程进行相应的计算,快速的计算出准确的非圆齿轮副的节曲线和齿廓。最后用实例验证了该方法的可行性。     

采煤机销轨轮强度分析及齿形优化设计

基于齿轮啮合原理,利用坐标变换方程推导出销轨轮与销排啮合的齿廓方程,根据齿廓方程构建销轨轮的实体模型,并利用有限元软件ANSYS计算出齿轮根部的弯曲应力,找出销轨轮齿廓的应力敏感部位。应用ANSYS中的优化设计功能,以销轨轮齿根部弯曲应力最小为目标,对两组不同设计变量下的目标函数进行优化设计,获得了销轨轮最佳齿廓形状和齿形参数。     

活齿中心轮齿形参数化设计及NC加工方法

以PRO／ENGINEER 2001为设计平台,进行了活齿中心轮齿廓的参数化设计,应用程序设计出一系列齿形的中心轮,并对中心轮进行了NC加工设计,生成数控加工程序。该方法促进了活齿传动的开发和推广,并实现了真正的数控加工。     

采煤机销轨轮强度分析及齿形优化设计（英文）

基于齿轮啮合原理,利用坐标变换方程推导出销轨轮与销排啮合的齿廓方程,根据齿廓方程构建销轨轮的实体模型,并利用有限元软件ANSYS计算出齿轮根部的弯曲应力,找出销轨轮齿廓的应力敏感部位。应用ANSYS中的优化设计功能,以销轨轮齿根部弯曲应力最小为目标,对两组不同设计变量下的目标函数进行优化设计,获得了销轨轮最佳齿廓形状和齿形参数。     

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.     

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。     

A NEW METHOD OF MECHANISM SYNTHESIS FOR BIPED ROBOTS

ＡＮＥＷＭＥＴＨＯＤＯＦＭＥＣＨＡＮＩＳＭＳＹＮＴＨＥＳＩＳＦＯＲＢＩＰＥＤＲＯＢＯＴＳ①ＴａｎＧｕａｎｚｈｅｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＲｏｂｏｔｉｃｓ，ＣｅｎｔｒａｌＳｏｕｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００８...     

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。     

变位齿轮传动参数的测绘与计算

文章介绍了一种简单测绘变位齿轮的方法,并利用MATLAB对传动参数进行编程计算。该方法测绘参数少,计算方便准确,实用性强。     

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。     

从动螺旋伞齿轮精锻成形数值模拟和实验研究

对从动螺旋伞齿轮的精锻成形过程进行三维刚塑性有限元模拟和实验研究,得出了从动螺旋伞齿轮精锻过程的金属流动规律和变形力参数特征,获得了从动螺旋伞齿轮精锻工艺方法和成形力计算公式,为从动螺旋伞齿轮的精锻成形工艺的应用提供指导。     

椭圆齿轮插齿机的工作原理及齿形方程

在椭圆齿轮标准化设计方法的基础上研制的椭圆齿轮插齿机，从根本上解决了国内、外在椭圆齿轮加工中存在的一系列问题。该插齿机在插齿加工时，使椭圆齿轮上每个齿形都与以为节圈半径的当量齿轮的齿形相同，因而可以用研究圆柱齿轮的方法来研究椭圆齿轮的齿形方程和加工方法。与传统的研究方法相比，无疑是最为简便的方法。     

RV减速器摆线轮拓扑修形齿廓研究

为使摆线轮具有良好的啮合性能,根据计算的摆线轮实际工作范围,将摆线轮齿廓分为工作段和非工作段齿廓,采用拓扑修形方法来满足工作段和非工作段的间隙要求。工作段采用转角修形,使修形后工作段为共轭齿廓,并保持一定的齿侧间隙。非工作段采用变等距修形,使齿顶与齿根部分产生合理的间隙,得到合理的修形齿廓。推导了摆线轮拓扑修形齿面方程,可以通过调整修形参数获得满足工作要求的齿廓间隙。从初始啮合间隙、载荷分布、回差分析方面验证了拓扑修形的合理性。     

摆线齿插齿加工刀具刃形设计

摆线轮是RV减速器中的关键零部件,其设计制造水平对RV减速器的传动性能影响巨大。现阶段,摆线轮制造能力难以适应RV减速器大批量生产的需要。为了提高摆线轮的加工效率,提出采用插齿加工方法加工摆线轮。依据插齿加工运动,建立切削刃设计计算坐标系。基于修形后的摆线轮齿形方程,推导插齿刀理论刃形方程。以某型号RV减速器中的摆线轮参数为例,进行插齿刀理论刃形设计。计算结果表明,设计的插齿刀刃形能与摆线轮齿形时刻处于"点接触"状态,证明提出的插齿刀刃形设计方法是可行的。进而提出了插齿刀前、后刀面的设计方法。最后通过切削仿真证明提出的摆线轮插齿刀刃形设计方法是正确的。