端面谐波传动中啮合力分布规律的边界元分析

本文用三维边界元法计算了端面谐波传动中柔轮齿间啮合力分布规律及侧隙,为准确计算端面柔轮齿根应力奠定了基础。通过对四组不同结构参数的柔轮的计算结果分析,提出了一些关于柔轮及波发生器凸轮结构参数选择的建议。     

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。     

谐波传动柔轮应力与位移二维简化分析

利用有限元软件ABAQUS分别建立了有柔性轴承以及无柔性轴承的谐波传动平面简化模型,对装配完成后柔轮应力及径向位移进行了分析.结果表明,无柔性轴承的谐波传动模型相对于有柔性轴承模型不仅柔轮应力及径向位移分布相同,数值近似相等,而且计算效率较高,在使用有限元方法分析柔轮强度时完全可以代替有柔性轴承的谐波传动模型.上述结果对谐波齿轮传动有限元建模有一定的指导作用.     

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。     

谐波减速器中柔轮结构屈曲有限元分析

利用ANSYS中特征值屈曲分析功能,分析谐波减速器中柔轮扭转失稳问题。对两种柔轮结构,分别改变柔轮结构参数,研究每种结构参数下柔轮的临界失稳转矩。研究表明,计算得到的柔轮扭转失稳模态与实际失稳形态基本一致,计算结果与工程有可比性。因此,柔轮扭转失稳校核在谐波减速器强度设计中有参考价值。     

谐波齿轮中柔轮中性层的伸缩变形规律

在波发生器作用下,柔轮的中性层变形是谐波齿轮啮合分析的基础。柔轮变形分析基于小变形和中性层不伸长假定,但几何分析计算表明：柔轮的中性层出现伸长变形。为了真实揭示柔轮在双圆盘波发生器作用下的变形特征,提出基于强制几何约束条件和力平衡方程及连续性条件的柔轮中性层变形和内力计算方法。将波发生器作用下圆环受力分为接触区和非接触区,接触区由波发生器的强制位移条件确定柔轮中性层内力和变形;非接触区的变形和内力根据弯曲微分方程及其边界条件、连续性条件来确定。利用胡克定律,基于齿圈的周向力获得柔轮中性层周向应变和伸长变形。建立壳单元的柔轮有限元模型,实例表明理论解与有限元模型结果吻合良好,验证了柔轮中性层伸缩变形计算方法的正确性。获得的双圆盘波发生器作用下柔轮中性层变形及其周向应变分布,为后续的啮合分析、共轭齿廓设计及其侧隙计算提供了更准确的理论基础。     

径向变形量对谐波减速器啮合特性及柔轮应力的影响分析

径向变形量是影响谐波减速器啮合和柔轮使用寿命的重要参数之一。基于谐波传动包络啮合理论,分析了谐波传动径向变形量对啮合特性的影响规律。采用有限元法分析得到了在凸轮波发生器作用下柔轮的应力分布。研究结果表明,径向变形量对齿顶的啮合轨迹、柔轮的径向变形、切向变形、法向转角、柔轮的弯曲应力和切向应力影响较大。柔轮应力的有限元计算与理论计算结果具有较好的一致性。为合理选择径向变形量以提高啮合性能和柔轮寿命提供了一定的参考。     

谐波传动柔轮扭转刚度的研究

推导出柔轮单齿刚度的计算公式,利用ABAQUS进行柔轮扭转的运动学建模与仿真分析,仿真结果与计算所得的柔轮扭转刚度相符.通过分析柔轮整体刚度系数计算公式中的参数,确定其对柔轮刚度的影响.研究结果为高刚度谐波齿轮的设计提供了有效依据.     

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。     

谐波齿轮双圆盘波发生器设计与有限元仿真分析

谐波齿轮双圆盘波发生器的两圆盘沿轴线配置在不同平面上,致使其柔轮与波发生器接触的两个区域变形和应力分布存在差异.为了减小这种差异,基于直母线假定,以柔轮计算截面上径向变形量为设计目标,对波发生器的两圆盘参数进行独立设计,并结合实例建立参数化杯形柔轮与波发生器接触分析的有限元模型,对比分析改进前、后双圆盘波发生器作用下柔...     

柔轮应力的有限元分析及结构参数的合理选择

柔轮的疲劳断裂是谐波齿轮传动的主要失效形式,合理选择柔轮的结构参数是解决柔轮强度与结构紧凑这一矛盾的有效途径。本文在分析现有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,建立了柔轮与波发生器接触的数值分析模型。通过分析得到了柔轮应力的分布状况,分析结果与相关理论结果一致。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,齿圈处沿圆周方向应力呈对称分布,在长轴和短轴处较大;此外柔轮底部的应力也较大。在此基础上,结合理论分析合理改变柔轮的结构参数,分析了柔轮结构参数对应力的影响,得到一组使得柔轮强度高、质量轻的结构参数。     

谐波传动中杯形柔轮的应力分析

本文采用有限元混合法较全面地计算和分析了二点式波发生器作用下杯柔轮中的应力分布规律,得出了杯形柔轮的破坏位置以及其最大应力与长径比、直径比、底杯尺寸等的关系曲线,分析了变截面底板结构的优点及凸缘在柔轮结构中所起的作用,对杯形柔轮各结构参数给出了推荐使用值。     

考虑轴向变形的谐波减速器柔轮中面位移计算

针对谐波减速器中柔轮变形情况复杂,缺乏整体位移的有效计算手段的问题,对考虑轴向变形的柔轮筒体中面上各点的位移计算方法进行了研究,提出了用一圈径向线载荷等效波发生器对柔轮筒体作用力的模型简化方法。利用Green函数构建了位移函数表达式,根据柔轮筒体的两端边界条件、内力连续性条件和受载荷处剪力突变条件,得到了位移函数中的待定系数;在柔轮筒体和筒底重合边的位移协调约束下,对待定系数进行了修正;根据有限元仿真计算结果,分别提取了柔轮筒体中面上点的各方向位移分量;最后,结合理论计算结果对该方法加以验证。研究结果表明:位移理论计算结果的分布规律与其有限元结果基本一致,最大幅值误差为6.7%;该方法能够快速且有效地计算柔轮筒体的变形。     

大速比摩擦传动中的柔轮精度分析

大速比摩擦传动,是一个具有传动精度高传动速比大的新型传动装置。柔轮是大速比摩擦传动结构中的关键件之一。在负载作用下,柔轮会发生微小变形。本文分别用弹性力学理论和有限元分析方法对柔轮建模,并用ANSYS软件分析了柔轮在不同载荷作用下的变形量;设计并制作了测量柔轮变形量的装置,在微小变形情况下,用0.2角秒电子水平仪测量了柔轮在不同载荷作用下的角度变形量,给出了一组柔轮理论变形量与实际变形量的对比数据。本文最后认为,柔轮变形的理论计算值可以设置在驱动系统的控制程序中,通过软件消除变载时的扭曲变形误差,从而提高传动系统精度。     

用边界元素法进行紧凑拉伸试样柔度分析

本文采用边界元素法进行了标准紧凑拉伸试样的柔度分析,给出了平面应力及平面应变时试样的柔度法标定数据和曲线,并提供了柔度计算公式。由于采用了无量纲柔度(BE’V/F),所得a/W～BE’V/F标定结果具有普遍适用性。边界元分析时采用降阶多重节点法进行角点处理,计算精度高。数值计算结果与边界配点法及实验测试结果基本吻合。     

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.     

谐波齿轮传动柔轮的应力和疲劳强度分析

柔轮的工作应力和寿命决定了整个谐波减速机的传动性能,对柔轮的应力和疲劳强度的研究,有利于提高谐波传动精度和柔轮使用寿命.从理论的角度计算了某型号谐波齿轮减速机的杯型柔轮空载下的应力峰值和负载时柔轮的疲劳安全系数,利用Inventor建模和ANSYS Worbench仿真软件验证了计算结果的可靠性,得到了柔轮最大等效应力...     

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。     

圆柱齿轮型端面谐波齿轮传动的研究

本文提出了一种新型的由普通圆柱直齿轮组成的端面谐波齿轮传动。给出了柔轮的原始曲面方程、柔轮和刚轮的齿廓曲面方程。讨论了该种传动的参数选择和啮合分析方法。计算结果和分析证明了这种端面谐波齿轮传动的工程实用价值,并可进一步推广使用。