双圆弧谐波齿轮齿形参数化设计仿真与验证

谐波减速器的应用领域对产品性能的要求日益提高，尤其是机器人行业，要求谐波减速器具备高寿命、高精度、高转矩容量等。传统的渐开线齿形由于同时啮合齿对数较少，传动能力有限，难以达到使用要求。而双圆弧谐波齿形能满足上述要求。但目前国产谐波减速器主要还是以渐开线齿形为主，对双圆弧谐波齿形的设计原理基本没有掌握。首先介绍了谐波减速器的研究概况，然后讲述了双圆弧谐波减速器齿轮传动的基本原理和双圆弧齿形计算机辅助设计软件的开发，提出了几种齿形设计中如何提高啮合精度的方法和基于复杂柔轮有限元变形分析的中性曲线的三次样条模型。通过理论计算模型开发出了双圆弧谐波齿轮计算机辅助设计软件，极大地提升了设计开发效率，降低了开发成本。通过有限元分析模拟了柔轮的真实变形，有限元模拟出的柔轮变形齿廓能与刚轮齿廓精确啮合，与理论计算出的刚柔轮齿廓能精确啮合达成一致，证明理论模型计算出的双圆弧齿廓是准确无误的。