奔驰桥轮边减速器齿轮疲劳寿命预测

采用计算机辅助工程(CAE)技术来估计奔驰桥轮边减速器齿轮的疲劳寿命。首先运用UG对其行星轮、太阳轮、行星架进行建模并装配;其次在ADAMS中将Hertz接触理论嵌入仿真模型,在齿轮之间施加接触力,实现齿轮啮合的动态实时仿真,并得到其载荷谱;接着将实体简化模型导入MSC.Patran/nastran中进行有限元分析,获得模型的应力应变分布;最后,将载荷谱和应力应变分布导入MSC.Fatigue进行疲劳寿命计算。通过疲劳分析得到轮边减速器齿轮疲劳寿命的分布情况和最危险点的寿命值,该方法和结论对设计汽车的轮边减速器具有指导作用。     

谐波减速器柔轮疲劳寿命及其力学性能分析

柔轮作为谐波减速器中最薄弱的环节之一,一直是谐波减速器可靠性研究中备受关注的对象.以CSG-32-80型谐波减速器为对象,利用Ansys Workbench对其柔轮进行了瞬态分析,得出了柔轮应力、应变的分布情况;将有限元分析结果导入Ncode Designlife疲劳分析模块,结合柔轮材料的S-N应力—寿命曲线,得出了...     

基于修正P-S-N曲线的柔轮寿命预测

通过Hypermesh划分网格并使用Abaqus完成对谐波减速器的瞬态分析.基于瞬态分析结果,确定了柔轮危险点的位置,提出了一种提取并合成柔轮危险点应力谱的方法.通过对应力谱进行雨流计数,组合修正P-S-N曲线与Miner疲劳损伤累计理论,预测了谐波减速器柔轮的寿命.预测结果与国内谐波减速器的产品的寿命相近.该研究工作为谐波减速器柔轮疲劳性能定量评估提供了参考依据.     

基于冷滚压工艺的谐波减速器柔轮疲劳寿命分析

依据冷滚压工艺产生的初始残余压应力对裂纹萌生,裂纹扩展的抑制机理,以冷滚压谐波减速器柔轮为研究对象,采用SWT方法和断裂力学理论对冷滚压柔轮分别进行裂纹萌生寿命、裂纹扩展寿命理论分析,并运用疲劳分析软件nCode Design-Life仿真分析进行相互验证。结果表明,冷滚压柔轮疲劳寿命在各阶段均优于机加工柔轮,能够有效延长谐波减速器使用寿命,验证了柔轮冷滚压工艺的优越性,并对延长柔轮的使用寿命提供了参考价值。     

工程塑料柔轮小传动比谐波齿轮传动的试验研究

本文分析了小传动比谐波齿轮传动的实现方法,对工程塑料柔轮小传动比谐波齿轮传动进行了承载能力和传动效率的试验研究。试验结果表明:用工程塑料制造柔轮是实现小传动比谐波齿轮传动的一条有效途径;工程塑料柔轮小传动比谐波齿轮传动减速器与三级圆柱齿轮减速器、蜗杆减速器相比较,具有体积小,重量轻,制造成本低的优点。     

柔轮破损原因及提高寿命的措施

造成柔轮破损的原因是综合性的。本文通过用电子显微镜对柔轮破损断口的观察、用电测法对柔轮应力与变形的测定、用光弹性法对柔轮齿根应力集中系数的测定、用光投影法对同时啮合齿数的测定,对以往公式进行了评论,分析了造成柔轮破坏的各种因素及提高寿命的措施。提出了柔轮的疲劳是带裂纹体的疲劳问题及断裂力学在谐波齿轮传动中应用的现实性与可能性。改进后设计的谐波减速器经工业性运行,柔轮的疲劳次数已达1.5×10~8次还在继续使用。     

谐波齿轮传动柔轮有限元力学分析及结构参数改进

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.本文在分析现有的柔轮强度研究方法的基础上,提出了基于接触问题的有限元法,建立数值模型并进行分析,其分析结果与已有的分析结果相符.在此基础上, 结合理论分析改变柔轮的结构参数,采用基于接触边界的有限元分析法,得到一组使得柔轮质量轻、强度高的结构参数.     

Y56低速电机两种谐波发生器对柔轮的作用比较

由于波发生器的结构对柔轮的受载状态有很大的影响,针对谐波齿轮传动中柔轮的主要破坏疲劳破坏,就Y56型低速电机提出了从波发生器的结构入手,分析柔轮的疲劳破坏的方法.并对谐波齿轮传动中的圆盘式波发生器和凸轮波发生器分别作用在柔轮时,对柔轮作有限元接触分析,找出了两种波发生器作用下谐波齿轮传动所适用的范围:凸轮波发生器作用下...     

双圆弧齿型谐波减速器柔轮的模态分析

谐波减速器的核心部件是柔轮,柔轮在循环载荷的作用下发生变形,容易引起疲劳,影响柔轮的使用寿命。当柔软工作频率和柔轮的固有频率接近时还会引起柔轮的共振,加速的疲劳破坏。利用Workbench建立谐波传动装置的有限元分析模型,并对双圆弧柔轮进行模态分析。通过分析得到柔轮的前八阶模态,结果表明,柔轮工作循环载荷的频率远小于固有频率,柔轮具有较好的动态性能。     

双圆弧谐波齿轮设计及性能仿真

基于渐开线谐波齿轮的设计经验,根据圆弧齿廓谐波齿轮啮合原理,设计双圆弧齿形谐波齿轮。使用三维软件UG对其进行建模和装配,分析双圆弧谐波齿轮传动的啮合性能,通过有限元分析软件ANSYS,对波发生器装入后的柔轮进行仿真分析,查看柔轮的应力分布状况,验证柔轮变形量及预测其危险断面。     

谐波减速器柔轮的动态特性研究

谐波减速器的传动机理是建立在弹性变形协调理论基础上的,易导致谐波减速器的关键部件-柔轮产生疲劳破坏。为解决这一难题,以XB1-50-80型谐波减速器为研究对象,对其进行了动态特性研究,分析结果表明,在工作频率内,不会引起柔轮的共振。得到了柔轮的振型主要表现为:柔轮杯口的径向拉伸,杯底的轴向拉伸和弯曲。研究结果有助于进行柔轮的优化设计,减小运行工况下柔轮的应力,提高使用寿命。     

基于UG二次开发的谐波减速器的参数化设计

传统的谐波减速器的三维零件设计复杂,利用UG的二次开发可以提高UG的设计效率,缩短产品的设计周期.通过VC++编写优化算法程序,得到谐波齿轮减速器主要构件的三维参数数据.综合利用VC++和UG二次开发工具集,编写接口函数,实现谐波齿轮减速器的参数化设计,分别建立零件ACCESS数据库进行综合管理.并以减速器中最重要的构件柔轮的设计为例,说明UG二次开发的流程.     

考虑磨损与变形的谐波齿轮精度可靠性分析与优化设计

针对谐波齿轮减速器中存在的磨损和变形因素导致减速器传动精度低、可靠性差等问题,建立考虑磨损与变形的谐波齿轮减速器传动误差模型,并进行精度可靠性分析与优化设计。通过分析传动误差的影响因素建立了传动误差模型;基于磨损经验模型和试验数据,应用贝叶斯修正方法建立动态磨损模型,同时根据试验数据和高斯过程回归建立柔轮变形模型;综合获得的传动误差模型、磨损模型和柔轮变形模型建立谐波齿轮精度可靠性模型,并应用基于拉丁超立方抽样的Kriging代理模型和蒙特卡洛法求解某谐波齿轮减速器传动精度可靠度。最后采用序列二次规划法对谐波齿轮减速器进行优化设计。优化结果表明,在工况参数(输出端负载17.5 N·m,输入端转速100 r/min)下,优化后的谐波齿轮减速器在工作时间3 000 h处的可靠度达到99.02%,相比未优化前提升7.85%,而成本却只增加1.70%。     

基于ANSYS的谐波减速器杯型柔轮应力分析与参数优化

谐波齿轮的主要失效形式是柔轮的破坏,所以对柔轮的强度研究是谐波齿轮传动的重要课题。本文通过对柔轮应力的理论分析,得出柔轮厚径比和筒体长度是柔轮强度的主要影响因数。进而结合实例在Pro/E中建立包含轮齿的柔轮的精确三维实体模型,导入到ANSYS中进行应力分析,得到柔轮厚径比和筒体长度对柔轮应力的影响规律,然后在此基础上对柔轮的参数进行了改进。最后利用Matlab按最小二乘原理对得到的试验数据进行曲线拟合,证明了理论计算的正确性。     

谐波齿轮传动中柔轮初始变形力研究

从谐波齿轮传动的原理和特点出发,分析短筒谐波齿轮传动中短筒柔轮的变形力和应力急剧增加的问题.用有限元法计算分析柔轮的受力变形情况,分析柔轮各几何参数对初始变形力的影响,得出柔轮壁厚和长径比是初始变形力主要影响因素的结论.最后对柔轮壁厚与长径比对初始变形力的影响关系进行回归分析.     

空间润滑谐波减速器传动性能正交试验分析

选用XB1-60-150型谐波减速器,采用多因素正交设计法开展了谐波减速器热真空循环试验,选择传动效率作为传动性能的评价指标,考察环境温度、负载、润滑方式和工作时间等因素对谐波减速器传动性能的影响敏感性;研究额定载荷条件下固体润滑和脂润滑谐波减速器在宽温度范围内的传动性能,探讨传动效率与环境温度、工作时间的关系;在波发生器运行总次数1.5×105r后,利用光学显微镜观察了试验后谐波减速器柔轮工作面状态。结果表明,温度是影响空间润滑谐波减速器传动性能的重要因素,润滑和负载影响次之,时间最小;在–40～60℃温度范围内,脂润滑谐波减速器表现出较高的传动效率,固体润滑谐波减速器则表现出较稳定的传动性能;试验后两种润滑状态谐波减速器在柔轮齿面和内壁处均呈现明显的滑动磨痕现象。     

谐波传动中柔轮和波发生器的动力学建模与试验

将机械结构的动态建模与动态测试理论应用于谐波齿轮结构,通过一定的和简化建立了柔轮和波发生器组件的动力学有限元分析模型,从理论上求得其固有频率和振型。然后,利用力锤激振的方法进行了模态试验,验证了理论分析结果的正确性以及建模的可靠性。     

双圆弧柔轮结构参数对柔轮应力的影响分析

为了优化双圆弧谐波减速器中的柔轮结构,使用SoildWorks软件建立双圆弧齿廓的柔轮三维模型,利用有限元法模拟在装配条件下波发生器对柔轮的变形并建立了接触模型。针对柔轮轮齿上倒角的角度和薄壁圆筒壁厚等结构参数进行了优化,通过ANSYS Workbench对比分析了柔轮在空载和负载情况下,柔轮轮齿上最大等效应力和薄壁圆筒最大等效应力随柔轮结构参数的变化规律。研究为优化谐波减速器中柔轮的结构设计提供了依据,为空载和负载时柔轮的受力分布情况提供了参考。     

固体润滑谐波减速器真空运行性能的试验

根据谐波减速器在空间机械精密传动中的工作条件 ,研制出真空环境模拟试验装置 ;并使用该装置对XB3- 6 0扁平式谐波减速器所采用的几种物理气相沉积 (PVD)薄膜润滑方案进行了系统考核。试验结果表明 ,研制出的真空运行试验装置结构合理 ,性能稳定 ,可以保证环境模拟试验的可靠性 ;对几种薄膜润滑系统的考核结果 ,为确定谐波减速器的固体润滑方案提供了实验依据     

谐波齿轮传动中杯形柔轮的有限元计算与分析

基于简化的柱形壳体理论的柔轮应力计算是一定程度上的近似,实际工况中柔轮的齿圈开裂问题难以克服。以谐波齿轮传动中的杯形柔轮为例,建立柔轮啮合的仿真实体模型,在啮合齿对接触边界的节点之间建立面一面接触单元,用三维弹性接触问题有限元法较全面地计算和分析了承载柔轮齿圈和筒体的应力大小及分布规律、轮齿变形及影响机理。找出了柔轮开裂在设计阶段的主要原因,预测了危险断面的位置。根据柔轮理论、利用有限元计算结果重新计算并修正了轮齿影响系数,重新校核了柔轮强度。与理论计算结果和破坏实例对比得到了更接近实际的结果,为研究柔轮问题提供了一种更精细、高效的方法。