超短筒谐波齿轮柔轮变厚度杯底的结构最优化设计

为降低超短筒柔轮的杯底应力,提出基于变厚度杯底的结构优化模型。建立实体单元参数化杯形柔轮模型,计算椭圆波发生器作用下的装配应力;在齿圈中面施加啮合力,求解传动状态的负载应力。通过对装配状态和负载工况下杯底最高应力的参数敏感性分析,找到降低应力的结构参数;提出用三次样条函数表达变厚度杯底的柔轮参数化模型,并编写复合形法APDL优化程序进行杯底断面形状优化,以继续降低杯底应力;应用ANSYS内置的零阶和一阶优化程序对装配应力优化结果进行验证。研究发现:超短筒柔轮的杯底最高应力远超规范规定的齿圈应力值;通过变厚度杯底设计和减小杯底倒圆半径,可降低最高装配应力和负载应力。     

基于三维实体有限元模型的谐波齿轮装配状态应力分析

为准确地反映谐波柔轮的齿廓及齿根的应力状态,提出了基于真实齿廓信息的柔轮三维实体的建模方法.以渐开线齿形为例,利用APDL语言建立包括渐开线齿廓、齿厚和齿根倒圆等参数的实体模型.定义波发生器与柔轮筒内表面间接触,求解获得波发生器作用下的柔轮应力,与基于圆环理论的理论值比较分析;为更真实反映柔轮在装配状态下的应力分布,构建柔轮三维实体模型,求解柔轮应力.通过路径定义,提取与理论计算截面相对应的中截面上的应力,与平面齿圈的有限元结果和理论值比较分析.研究发现:平面齿圈有限元实体模型中,沿周向应力波动均值与理论值基本吻合,验证了文中的有限元实体建模方法的有效性.三维实体模型周向应力比平面齿圈周向应力大,且最大周向应力发生在顶层.     

基于有限元法的谐波双圆弧齿廓设计和修形

针对实际工况中,谐波传动的柔轮的实际变形与线性假设变形存在一定偏差的问题,利用ANSYS Workbench进行多体接触有限元分析,探究柔轮的结构参数对柔轮有限元径向变形的影响规律和敏感度. 结果表明：齿宽、壁厚、筒长、波发生器与柔轮杯底距离等参数都对柔轮径向变形有一定程度的影响,其中波发生器与杯底的距离对柔轮径向变形影响程度最大,敏感度最高,其次是齿宽和筒长,壁厚对柔轮径向变形的影响程度最小. 基于柔轮的有限元变形,采用改进运动学法和柔轮精确转角关系设计无公切线双圆弧齿廓,并结合MATLAB参数化编程对柔轮齿廓进行三维修形,对仿真实体模型进行有限元分析,结果表明：有限元法设计修形的柔轮最大应力比未修形时减小925 MPa,比线性法设计修形减少144 MPa,有限元法设计修形的柔轮齿各截面的周向应力也低于线性法设计修形.     

基于响应面的柔轮应力和刚度分析

针对柔轮的小体积、高刚度、高寿命的设计要求,在理论上建立弹性齿圈受力模型,探究设计时结构间的尺寸搭配与补偿方法. 基于响应面法和中心复合设计（CCD）采样方法,在ANSYS Workbench中进行参数化建模和有限元分析,得出应力和刚度对结构参数的响应曲面（线）,分析各结构参数对应力和刚度的影响规律. 分析结果表明,在柔轮的小体积设计中,可以减小径向变形量以抵消半径减小时增加的应力,减小壁厚以抵消筒长减小时内壁产生的应力. 柔轮的小体积设计会使承载能力减弱,加剧齿圈后端的应力集中和疲劳破坏. 应在保证啮合状态和承载能力的情况下,增大厚径比,减小径向变形量,以减轻齿圈后端的应力集中现象. 通过响应面法得出关于柔轮应力和刚度的回归曲线,可以用于设计时获取最优值.     

焊接杯型柔性齿轮的结构工艺研究

为克服采用整体加工方法制造谐波传动柔性齿轮存在的材料利用率低、加工工艺性差以及废品率高的不足，提出了焊接杯型柔性齿轮的新工艺，通过理论分析和实测柔轮筒体的应力分布，确定了焊缝位置：根据柔轮结构和工作环境以及焊接的要求，选择了柔轮材料为３０ＣｒＭｎＳｉＡ钢，采用等离子弧焊：针对三种不同接头形式的焊接柔轮。作了不同扭矩，转速与应力循环次数的试验。结果表明：焊缝位置选择合理，焊接方法正确；环形对接与单卷     

四齿差谐波齿轮传动柔轮的强度特征

通过分析柔轮的轮齿影响系数和齿根应力集中系数,得出四齿差谐波轮传动的кσ值也有减小,这导致四齿差谐波齿轮中柔轮应力水平的降低。通过有限元分析发现,由于刚度不连续现象的减弱,四齿差谐波齿轮传动中柔轮的变形形状更接近于理论值,这改善了传动的啮合质量,降低了动载荷;柔轮所需的谱形力降低到７５％,因此波发生器与柔性轴承及柔轮环节的磨损减弱,提高了传动效率;柔轮齿根最大应力值之比的有限元分析结果与考虑轮齿影     

封闭式谐波齿轮传动柔轮结构参数选择

封闭式谐波齿轮传动柔轮结构参数选择，是设计封闭式谐波齿轮中传动的关键，从提高封闭柔轮的强度和改善谐波齿轮动的啮合性能出发，利用材料力学地柔轮的结构进行了分析和计算，得到了封闭柔性主要结构对数的合理取值范围。     

高速动车组拖车轮对综合检测试验台设计

为解决现有高速动车组拖车轮对试验台不足的问题,设计了一种适用于多种规格的拖车轮对综合检测用试验台.该试验台最高时速350km/h,负载17.6t.利用扭矩转速传感器和工控机检测空载及加载时的启动力矩和动态阻力矩并进行变化曲线绘制,利用应变片检测轮对敏感位置的应力应变,利用红外测温仪监控轴承温升,而且能够显示调取各项试验数据并出具检验报告.设计流程主要有机械结构设计、加载系统设计、控制系统设计,着重介绍总体思路和加载系统静应力分析,通过对杠杆梁结构的改进使得加载系统的强度安全系数达到1.65,刚度满足使用要求.     

谐波齿轮传动环形柔轮的固有振动分析

运用圆柱壳体振动理论对谐波齿轮传动中广泛使用的环形柔轮进行固有振动分析，给出了环形柔轮固有频率的计算公式，并就结构参数对环形柔轮固有振动的影响进行了分析，得出的结论对该种形式的柔轮设计具有实用价值。     

含裂缝沥青路面结构轮载响应分析

采用Abaqus6.10有限元软件建立三维含裂缝路面结构模型,以Coulomb摩擦接触模拟路面裂缝力学行为,对含裂缝路面结构进行标准轮载力学响应分析。计算在标准轮载作用下路面结构顶面弯沉、基层及面层层底拉应力的大小及分布规律。研究表明,在轮载作用下,含裂缝路面结构在平行于裂缝方向的拉、压应力沿深度方向均增大;在轮载靠近裂缝边缘时水泥稳定基层层底出现峰值拉应力,路面结构以平行于裂缝的拉应力破坏为先导;裂缝的存在对弯沉影响很大,降低了路面结构的传荷能力和整体性,路面结构设计应考虑裂缝的影响。     

柔轮承载的计算机模拟

本文建立了谐波齿轮传动中的关键元件─—柔轮承载的计算机模拟方法。该方法较好地解决了谐波齿轮传动强度分析中有关柔轮上的载荷分布问题。     

Theoretical calculation and experimental study on the load distribution coefficient （LDC） of three-ring gear reducer

Three-ring gear reducer (TRGR) is one of trans-mission inventions in China. As a transmission device,it works on basis of few teeth difference transmissionprinciple. Three-ring transmission structure is as shownin Fig.1. Three-ring transmission consists of two high-speed input shafts 1 with three eccentric shaft sheathsrespectively whose phase difference is120°or180°, onelow-speed output shaft2, three ring plates 3 with inter-nal gear and external gear 4 assembled on output shaft.All shaf…     

三环减速器齿环板的有限元分析

齿环板是三环减速器的重要传动零件,既是平行四边形机构的连杆,又与输出轴上的外齿轮互相啮合,其结构和受力情况都比较复杂。对齿环板受力进行了分析,计算了7种工况下齿环板所受的载荷力,应用ANSYS软件对其进行有限元分析求解。结果表明最大应力和最大位移都出现在φ=120°时的工况位置,且出现在受啮合力轮齿的齿根处。计算结果表明三环减速器齿环板的强度满足要求,这对三环减速器的设计计算和结构优化具有重要的意义。     

谐波式齿轮泵齿轮啮合齿廓型式的选择

从谐波齿轮传动性能的角度,通过对目前使用比较多的3种齿廓型式进行比较,选择了圆弧齿廓作为谐波式齿轮泵齿轮啮合的齿廓型式。圆弧齿廓采用了柔轮齿廓为公切线型双圆弧齿廓和刚轮齿廓为外凸齿廓的型式,并且从图形和参数方程两方面来表示柔轮和刚轮的齿廓,为进一步研究谐波式齿轮泵提供了必要的理论参考。     

谐波齿轮传动啮合参数优化设计的研究

本文较详细地介绍了利用优化思想选取谐波齿轮传动最佳传动方案的设计方法。通过理论上的严谨分析,建立了一种考虑载荷作用影响的新型的数学模型,弥补了以往设计中不计载荷影响的缺欠。实践证明,无论对于运动型的还是动力型的传动都准确适用,可供研制谐波齿轮传动使用。     

波发生器外置谐波式齿轮泵轮齿表面耐磨分析

针对普通齿轮传动和谐波齿轮传动在齿面磨损计算方面的差异。通过对波发生器外置谐波式齿轮泵柔轮所受液压力的分析,推导了柔轮所受液压力矩的近似计算公式,并在此基础上推出了轮齿工作表面耐磨条件公式,为谐波式齿轮泵的设计和进一步研究提供了理论参考。     

谐波传动中波发生器对柔轮齿啮合的影响分析

谐波齿轮在实际传动中存在齿干涉现象,该文给出3种椭圆波发生器的计算方法,并在三维建模软件中建立了3种椭圆波发生器和变形前后的谐波齿轮的模型,对不同椭圆波发生器驱动的渐开线谐波齿轮的啮合情况进行了有限元分析,比较不同椭圆波发生器驱动的谐波齿轮的啮合情况和柔轮的应力分布情况,对干涉情况进行评定,为研究谐波齿轮干涉现象提供了一种新的方法。     

齿轮齿向载荷分布的研究

采用实验研究与有限元计算相结合的方法研究齿轮齿面载荷分布规律，包括齿面均匀接触与一端接触时齿面载荷的分布规律；齿端修整与柔性齿轮结构对齿面载荷分布的影响．研究证明：均匀接触与一端接触都存在载荷集中现象，但应力不均匀程度后者是前者的１．５～２．０倍；齿端修整与增大齿轮结构的柔性是改善齿面载荷分布的有效措施．     

活齿端面谐波齿轮的传动原理与传动比

首次提出了一种活齿端面谐波齿轮传动装置 ,介绍了这种新型谐波齿轮传动装置的传动原理和传动比的计算方法。活齿端面谐波齿轮传动综合利用了现有的谐波齿轮传动和活齿传动的优点 ,能够克服现有的谐波齿轮传动中柔轮的变形与其承载能力之间的矛盾 ,并能增加同时啮合的齿数 ,加大齿轮的模数 ,从而可以在保留现有谐波齿轮传动所有优点的基础上 ,使其所传递的功率增加数十倍 ,因此具有广泛的应用前景。     

活齿端面谐波齿轮移动副的运动参数

活齿端面谐波齿轮是一种新型的传动机构，可以从根本上克服径向谐波齿轮传动中柔轮的变形与其承载能力之间的矛盾，能够大幅度地提高所传递的功率。文中根据活齿端面谐波齿轮啮合副修形后的齿面方程，分析了活齿在波发生器端面凸轮一个波上的运动状态，得出了活齿在修形段和未修形段的位移、速度和加速度的计算公式，为活齿端面谐波齿轮的运动参数设计与研究提供了理论依据。