谐波减速器柔轮结构优化设计研究

针对谐波减速器的柔轮在工作过程中易破损问题,本文建立了柔轮与波发生器之间的有限元模型。根据半无矩理论,分别对三种不同形状的柔轮在空载条件下进行了等效应变和等效应力的数值分析。研究表明:柔轮的危险区域在齿圈部分,齿圈上的应力呈对称分布。三种不同形状的柔轮中,直线直角回形柔轮的等效应变和等效应力都较小。因此,在相同的工作要求条件下,将柔轮设计成直线直角回形结构比较好。为柔轮的优化设计提供了理论基础。     

谐波传动柔轮的优化设计

将多目标优化方法应用于谐波齿轮传动设计,建立了柔轮优化设计的数学模型;求解该模型,可得到整体优化的结构设计方案,使谐波传动在满足承载能力及强度要求条件下,效率最高、体积最小.     

谐波传动柔轮结构的优化设计

本文针对谐波传动柔轮的结构设计，提出一种用多个目标函数，对柔轮的啮合参数和结构参数进行综合研究的优化设计方法。     

谐波齿轮传动中柔轮应力的有限元分析

建立了谐波齿轮传动中杯形柔轮与波发生器接触分析的有限元模型,对常用的滚轮、凸轮及圆盘式波发生器作用下柔轮空载时的应力进行了计算分析,得到了柔轮壳体的应力分布状况。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,齿圈上沿圆周方向的应力呈对称分布,在长轴和短轴处较大,在两者中部较小;沿齿圈宽度上柔轮的应力分布状况在双滚轮和四滚轮下相近,最大应力位于齿圈后端;双圆盘和凸轮下应力分布相近,最大值位于齿圈前端;在同样大的变形下,采用圆盘波发生器时柔轮上具有较小的应力。     

三波谐波齿轮传动柔轮变形研究

根据弹性理论，分析了三波谐波齿轮传动柔轮变形特点，推导了柔轮中线变形公式，并通过实例计算验证了公式的正确性，为三波谐波齿轮传动的进一步研制、开发提供了理论依据。     

新型谐波减速器柔轮结构分析设计

谐波减速器柔轮作为核心部件,其强度和使用寿命决定整个谐波减速器的工作性能.为了提高其寿命和承载能力,提出一种新型分体式柔轮结构.该结构基于传统的长筒型柔轮,将原先整体的柔轮杯体分成筒体和卡盘两部分,通过筒体上的卡爪与卡盘间的相互配合,共同组成一个新型杯体.首先建立柔轮的三维模型,然后导入ANSYS Workbench平台,并对所提出的新型分体式结构和整体式结构进行仿真对比分析.结果表明:在二者各结构参数相同的情况下,新型分体式结构在最大等效应力方面相对于传统的整体式结构有一定降低,进而有效提高了柔轮寿命.     

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。     

谐波传动中柔轮轮齿对柔轮变形的影响分析

在传统的谐波齿轮传动研究中,用于求解谐波齿轮传动的共轭齿形的方法一般都是基于包络理论求共轭齿形的解析法。此方法在推导公式的过程中没有考虑柔轮轮齿的影响,得到的结果并不精确。利用UG三维软件建立椭圆凸轮式波发生器、杯形柔轮齿圈和简化齿圈圆环的三维模型,并以Parasolid格式导入ANSYS有限元软件中进行分析。采用面-面接触单元模拟柔轮与波发生器的相互接触状况,得到了柔轮齿圈和简化圆环的中性层上节点的位移曲线图和弹性应变曲线图,分析说明了柔轮轮齿对柔轮齿圈变形的影响,对求解谐波齿轮齿形具有参考价值。     

谐波齿轮传动柔轮应力解析的计算模型

以柔性轴承波发生器杯型柔轮谐波齿轮传动为对象，研究了谐波齿轮传动强度分析中，最为关键的波发生器外圈内圈与滚球的接触、外圈与柔轮通过油膜层的接触以及刚轮与柔轮通过齿与齿的啮合直接接触等3个接触问题，分别推导和建立了这些接触问题的力学和有限元法数值计算模型。     

谐波减速器柔轮疲劳分析

为了更好地研究谐波减速器柔轮疲劳失效情况的发生机理,利用Ansys nCode Design Life15.0软件,在有限元静力学分析结果的基础上对柔轮进行疲劳分析,并将分析结果与工程实际中的疲劳破坏情况进行了对比,得知柔轮齿圈处与筒底凸缘处最易发生疲劳失效,为柔轮设计提供依据。     

谐波减速器柔轮模态分析与优化方法

针对柔轮小型化、轻量化、高谐振频率的设计需求,以柔轮内径、长径比、厚径比和齿宽系数为研究变量,基于有限元软件Ansys,采用响应面法参数优化分析探究了各参数变化对柔轮固有频率的影响.结果 表明,在柔轮小型化的设计过程中,柔轮内径和长径比的减小会引起其固有频率的增加,厚径比和齿宽系数的减小会导致其固有频率增大;但其固有频率都大于减速器工作的激励频率,因此,不会发生共振,不影响正常工作.     

杯形柔轮谐波传动齿形优化设计

为提高谐波传动的啮合性能,以100型单级谐波传动为例,基于柔轮弹性变形运动及改进运动学谐波啮合理论,求解渐开线轮齿共轭齿廓,并建立优化设计模型,采用MATLAB编程迭代方法对轮齿齿廓进行优化设计,为验证模型合理性,对优化后齿廓啮合状态进行仿真分析。研究结果表明,渐开线谐波传动存在有效共轭区间及有效共轭齿廓;为避免齿廓啮合干涉,共轭齿廓需采取三维空间齿廓;优化设计齿廓具有无装配干涉、无相对运动干涉、啮合齿数多及传动比大等优点,验证了上述模型的合理性。     

超短筒谐波柔轮拓扑优化设计与分析

为研究高性能超短筒谐波减速器,将拓扑优化理论引入谐波柔轮的设计。基于折衷规划法定义刚度拓扑优化的目标函数,并以体积分数与加工工艺为约束,构建谐波柔轮的拓扑优化模型。基于Abaqus/ATOM的优化准则算法进行求解,利用SolidWorks软件进行二次设计,并通过有限元分析,验证优化前后结果的合理性。该方法对超短筒谐波柔轮的设计和优化具有实际意义。     

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。     

基于灵敏度分析方法的谐波减速器柔轮的疲劳强度研究

柔轮的结构参数是柔轮疲劳强度的主要影响因数。依据所建立的柔轮疲劳强度计算的数学模型,采用Latin超立方采样作为输入,对输出采用五点插值数值微分法,获得了柔轮各结构参数对疲劳强度系数的灵敏度。基于所获得的灵敏度结论,找出了柔轮各结构参数对疲劳强度系数的影响规律及敏感程度。该研究成果为谐波齿轮传动装置中柔轮的参数优化提供了重要的理论依据,同时也有助于其它机械传动装置的灵敏度研究。     

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。     

液力式谐波减速器设计与研究

介绍了液力式谐波减速器的结构及工作原理,利用SolidWorks和ANSYS软件建立了柔轮在液动力作用下的仿真模型并进行了仿真研究,得到了液动力与柔轮径向变形之间的关系曲线和最佳液动力数值。