諧波減速器柔輪力學(xué)特性分析.pdf

1、諧波減速器是一種利用可控變形的柔性構(gòu)件產(chǎn)生的變形波進(jìn)行運動或動力傳遞的新型傳動裝置，由于其具有其他傳動裝置所難以達(dá)到的特殊性能，因此在航天裝備和機(jī)器人領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。但是，工程實踐表明，諧波減速器平均無故障工作的時間較短，其最突出的問題是柔輪的可靠性、使用壽命不理想，輸出端扭轉(zhuǎn)剛度不足。作為諧波減速器主要構(gòu)件的柔輪是一個薄壁殼體，受波發(fā)生器和外部負(fù)載的雙重作用，在循環(huán)彈性變形的狀態(tài)下工作，既承受彎曲應(yīng)力，又承受扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，很容易

2、發(fā)生疲勞失效。因此，對諧波減速器的柔輪進(jìn)行力學(xué)特性方面的分析有著重要的意義。
　　本研究主要內(nèi)容包括：①介紹了諧波減速器的工作原理、傳動特點及應(yīng)用領(lǐng)域，對柔輪在波發(fā)生器作用下的變形、應(yīng)力和疲勞強度進(jìn)行了理論計算。②根據(jù)課題要求，設(shè)計了一種傳動比為100的諧波減速器，利用有限元分析軟件ANSYS Workbench建立了柔輪----波發(fā)生器有限元非線性接觸模型，分析了柔輪在波發(fā)生器作用下的變形規(guī)律和應(yīng)力分布，結(jié)果表明柔輪齒圈與光滑筒

3、體連接處和光滑筒體與筒體底部過渡處為柔輪的應(yīng)力危險區(qū)域。③分析了柔輪在不同長徑比和不同壁厚參數(shù)下的變形規(guī)律和應(yīng)力分布。然后對柔輪應(yīng)力危險區(qū)域進(jìn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)調(diào)整和優(yōu)化設(shè)計，建立了有限元非線性接觸模型，重點分析了柔輪的應(yīng)力分布情況，結(jié)果表明經(jīng)過對結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計，柔輪應(yīng)力危險區(qū)域的應(yīng)力分布得到明顯改善。④對兩種不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的諧波減速器柔輪進(jìn)行了扭轉(zhuǎn)剛度有限元分析，得到了柔輪的扭轉(zhuǎn)剛度，然后設(shè)計并搭建了一套諧波減速器扭轉(zhuǎn)剛度測試系統(tǒng)，通過對測