基于正交试验和有限元分析的谐波传动柔轮杯体结构优化

柔轮作为谐波传动中的关键部件,其疲劳强度大小直接影响谐波传动的承载能力与使用寿命。基于APDL参数化设计语言,建立柔轮接触分析参数化模型,考虑柔轮与波发生器的配合间隙和轴承的间隙,应用有限元方法求解柔轮的应力场。在此基础上,运用正交试验法分析柔轮杯体各结构参数对最大应力的影响,并以柔轮应力最小作为目标函数,采用零阶方法优化最优柔轮杯体参数。     

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。     

谐波减速器柔轮结构改善与分析

柔轮是谐波减速器中最核心的部分,也是容易发生失效的部分。以某型号谐波减速器的柔轮作为研究对象,对其结构做了大幅度的改变,在SolidWorks中建立柔轮的三维模型,然后转换格式导入Workbench中进行有限元分析,对比了工作状态下两种模型的等效应力。分析结果显示,新结构柔轮的长径比得到大大缩小,且最大应力发生位置移动且大幅下降。对新结构柔轮进行关键参数的分析对比,得到此柔轮整体结构的改善。     

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。     

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.     

封闭式谐波齿轮传动直筒形柔轮结构参数的合理匹配

封闭式谐波齿轮传动柔轮的结构设计，是设计封闭式谐波齿轮传动的关键。本文从提高谐波齿轮传动的啮合性能出发，利用结构力学的方法，对直筒形封闭柔轮的结构进行了分析，导出了柔轮主要结构参数间合理匹配关系表达式，并对其进行了选择计算，得到了直筒封闭柔轮主要结构参数的合理取值范围。     

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.     

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。     

基于ANSYS的杯形柔轮结构参数对柔轮应力的敏感度分析

为研制出谐波减速器的短杯柔轮,使用ANSYS的APDL语言开发了杯形谐波柔轮的参数化等效接触模型,利用该模型分析25机型到60机型的柔轮在波发生器作用下所受到的应力情况,并与经验理论公式计算值进行比较,验证柔轮与波发生器参数化等效接触模型的准确性,并描述柔轮的最大等效应力随柔轮型号的变化规律。针对32机型分析柔轮的关键结构参数,包括柔轮筒长、齿圈壁厚、光滑圆筒壁厚、齿宽、三个柔轮圆角半径等参数的变化对柔轮的最大等效应力和光滑圆筒部分最大等效应力的影响敏感度,为短杯柔轮的结构参数优化设计提供依据。另外,在热和结构耦合的情况下对柔轮与刚轮的接触模型进行简化,给出柔轮最大应力随温度的变化曲线,为研究柔轮在高低温环境下的失效提供依据。     

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。     

基于参数敏感性的柔轮响应面优化

通过合理地选择柔轮结构参数,可以改善柔轮的应力集中现象,提升柔轮的疲劳寿命。基于参数敏感性分析,筛选出影响柔轮应力的关键参数;以柔轮空载和负载过程中齿圈部位的最大等效应力最小以及谐波减速器整机的体积最小为优化目标,完成了柔轮参数响应面优化。通过疲劳计算发现,优化后的柔轮疲劳寿命有一定的提升。     

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。     

锥束口腔CT谐波减速器柔轮有限元分析

口腔CT传动精度要求高,多使用运行平稳、精度效率及安全系数高的谐波减速器,其柔轮转动时因承受交变载荷产生周期变形容易失效。对柔轮齿廓进行设计,运用SolidWorks进行建模,导入Ansys Workbench中进行了静力学分析、模态分析、瞬态动力学分析。结果表明,柔轮应变主要位于波发生器的长短轴处,且沿筒体轴向应变逐渐减小;应力最大值位于波发生器与柔轮接触位置,瞬态动力学分析时最大应力位于齿根与筒体连接处;同时,柔轮应力应变的大小还受齿宽、筒长、筒厚等影响。     

谐波齿轮传动柔轮的实验模态分析

通过对谐波齿轮传动柔轮进行实验分析，测得简形柔轮的固有频率、阻尼比和振型。实验与理论分析结果相比较，发现两者吻合较好。同时发现筒底与筒体的耦合振动较差，为进行柔轮结构的动态设计提供了实验和理论依据。     

基于ANSYS的柔轮应力与应变的有限元分析

通过Pro/E建立了8组不同厚径比的柔轮和波发生器的三维实体模型,并导入到ANSYS中建立有限元模型.在波发生器外圈与柔轮内圈问建立面-面接触对,模拟波发生器与柔轮接触的边界条件.在柔轮装入波发生器的条件下,进行了8组不同厚径比柔轮的应力和应变分析,得出了柔轮的厚径比β=0.008～0.020时柔轮受到的应力值最小,同时还分析验证了柔轮的应力和应变在轴向和周向的分布规律.     

基于ANSYS的谐波齿轮圆柱形柔轮模态分析

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。采用基于接触问题的有限元法建立数值模型并进行模态分析,得到柔轮的前10阶固有频率。通过分析柔轮的固有频率范围,为谐波齿轮的改进提供参考。     

圆柱杯形柔轮的应力变形分析

谐波传动的性能取决于轮齿的承载能力和柔轮整体的应力状态,谐波减速器的整体尺寸主要由柔轮的尺寸决定.针对某工程所应用的谐波传动中的圆柱杯形柔轮,进行了应力、变形分析.使用Pro/E软件建立圆柱杯形柔轮的简化三维模型,应用ANSYS软件进行有限元分析,得到模型的应力和变形云图.通过设置不同的厚径比与不同的长度,进行对比分析...