谐波传动柔轮轮齿偏斜现象及其影响分析

理论分析和实际应用均证明了柔轮轮齿偏斜现象的存在。不同截面的刚柔轮啮合轨迹和侧隙的变化分析表明,在啮合的前部分时间里柔轮齿轴向靠近筒底部分容易啮合,之后啮合易出现在靠近筒口的部分。在共轭啮合区间大多数截面都产生了啮合干涉。轮齿偏斜造成的啮合干涉在轮齿非工作侧出现较早。干涉使得柔轮受力增加,并且产生周期性的弯曲变形,容易使柔轮产生疲劳裂纹。不同波发生器对轮齿偏斜造成的不同截面侧隙波动有一定的影响,但总体上差别不大。     

齿啮式谐波传动柔轮负载变形函数及齿形修正的研究

以齿啮式输出谐波传动为研究对象,建立了谐波传动理论运动学模型,基于空载变形函数和啮合基本方程,给定柔轮齿廓,求得共轭刚轮齿廓.在ABAQUS中进行有限元分析,提取了柔轮中性层节点位移.基于负载变形规律,利用傅里叶函数拟合得到负载变形函数;在此基础上对共轭齿廓进行修正,从而寻找齿形、载荷、变形三者之间的关系,为后续齿形优...     

谐波齿轮减速器

谐波齿轮减速器主要由刚轮、柔轮和波发生器三部分组成。柔轮是一个具有外齿的弹性薄壁零件,刚轮是一个刚性内齿圈,而波发生器是由一个椭圆凸轮及压配在凸轮上的薄壁轴承组成(如图所示)。波发生器压入柔轮内,柔轮在波发生器径向力作用下产生变形。在椭圆凸轮长轴方向,刚轮(设固定件)和柔轮的轮齿完全啮合。而短轴方向,刚轮和柔轮的轮齿完全脱开。由于刚轮齿数比柔轮齿数多2个,在输入扭矩作用下凸轮顺时针方向旋转时,椭圆长轴也随发     

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。     

考虑柔轮空间变形的谐波齿轮传动齿形设计方法

为了解决基于平面设计的轮齿在柔轮空间变形影响下的齿廓干涉问题,提出了一种考虑柔轮空间变形的双向共轭法.该方法分别在柔轮轮齿前后端截面对预设柔轮凸圆弧进行共轭计算,得到刚轮的双圆弧齿廓,用刚轮凸圆弧在前端截面反向共轭计算柔轮凹圆弧齿廓,并与预设凸圆弧结合得到柔轮齿廓.基于三维有限元分析进行谐波齿轮传动啮合仿真,证明了将柔轮空间变形引入齿形设计可以有效避免齿廓干涉.     

基于谐波齿轮空间侧隙均匀化的三圆弧齿廓柔轮的径向修形设计

为改善径向变位加工的柔轮空间齿廓与平面齿廓刚轮的啮合状态,建立柔轮齿廓径向修形设计方法.利用柔轮装配变形的精确算法确定椭圆凸轮波发生器作用下的轮齿位置,再利用圆弧齿廓间的周向侧隙算法获得侧隙.按照直母线假定确定出轴向多个截面内的轮齿定位,进而获得侧隙,以揭示柔轮锥度变形后的空间侧隙分布.未修形的侧隙显示:按照共轭啮合理论设计的刚轮齿廓只在设计截面实现了小而均匀的侧隙分布,前端和后端出现严重干涉.利用前端和后端向内的刀具变位可消除干涉.经迭代设计的径向修形可实现所有截面侧隙趋于零的最佳状态,获得从前到后的线啮合状态.啮合轨迹线仿真表明:合理的径向修形可实现更好地齿面啮合状态.     

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。     

具有渐开线齿廓变形后的柔轮三维实体建模方法

行星式波发生器微型谐波齿轮传动的柔轮具有内外齿圈。推导出变形柔轮齿廓上点的坐标与未变形柔轮齿廓上点的坐标的转换关系,进而利用MATLAB编程求解变形柔轮四分之一内外齿圈各轮齿两侧齿廓上各点的坐标,在Pro/E中对四分之一内外齿圈齿廓上的点用样条曲线连接,并通过镜像和拉伸,完成变形柔轮的三维实体建模。     

谐波齿轮传动机构不同参数柔轮的装配应力分析

针对谐波齿轮传动机构在传动过程中,柔轮承受交替载荷和周期变形的问题,分析了柔轮装配下应力的分布情况。基于ANSYS有限元软件,在凸轮式波发生器装配作用下,定义了波发生器与柔轮"刚—柔"面面接触;采用控制变量法改变了柔轮结构参数,探究了空载下柔轮变形及应力分布规律,以及不同几何结构参数对柔轮内部各部分应力变化的影响;分析了在结构参数不变的情况下,空载与负载下的柔轮应力变化情况。研究结果表明:柔轮装配波发生器后,筒体受到的变形主要在波发生器长轴处;柔轮空载时,应力的分布及大小主要和波发生器有关,同时应力大小也会受到长径比、齿宽及筒体厚度影响;柔轮应力随着负载的增大而逐渐增大。     

双圆弧谐波齿轮传动基本齿形的研究

在研究圆弧齿廓谐波齿轮传动啮合原理的基础上,提出了双圆弧谐波齿轮传动柔轮和刚轮基本齿廓设计方法。通过三维CAD设计软件SolidWorks查看柔轮和刚轮的配合情况,并用有限元法研究柔轮齿形的位移变形,模拟波发生器下柔轮的弹性变形过程,通过仿真结果验证柔轮齿形设计的合理性。