具有復(fù)合材料層的諧波減速器動(dòng)力學(xué)特性研究.pdf

1、諧波齒輪傳動(dòng)利用柔性單元的彈性變形波進(jìn)行動(dòng)力傳遞，具有結(jié)構(gòu)簡單、零件少、體積小、同時(shí)嚙合的齒數(shù)多、傳動(dòng)精度高、實(shí)現(xiàn)零側(cè)隙傳動(dòng)、承載能力高，傳動(dòng)比范圍大等優(yōu)點(diǎn)。柔輪在動(dòng)力傳遞過程中受載荷作用產(chǎn)生周期性變形，嚙合載荷沿圓周呈非均勻分布，與柔輪中性線不相切。柔輪發(fā)生周向扭轉(zhuǎn)變形的同時(shí)，還要產(chǎn)生一定的徑向變形，在交變應(yīng)力的作用下易于疲勞損壞。針對(duì)諧波齒輪傳動(dòng)存在著易發(fā)生疲勞的問題，對(duì)諧波齒輪傳動(dòng)的負(fù)載工況進(jìn)行了瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)仿真分析。并在瞬態(tài)分析結(jié)

2、果的基礎(chǔ)上，研究了不同長寬比的復(fù)合材料層對(duì)柔輪應(yīng)力、應(yīng)變的影響規(guī)律。主要研究內(nèi)容如下：
　　1）模擬橢圓波發(fā)生器安裝進(jìn)柔輪的過程，對(duì)額定負(fù)載工況下諧波齒輪傳動(dòng)進(jìn)行瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)仿真分析，采用動(dòng)力松弛方法優(yōu)化了系統(tǒng)的瞬態(tài)阻尼比。得到了柔輪在橢圓凸輪式波發(fā)生器作用下的位移變形規(guī)律和額定工況下柔輪齒圈的運(yùn)動(dòng)軌跡。結(jié)果表明：在波發(fā)生器和負(fù)載的共同作用下，柔輪的應(yīng)力分布并不關(guān)于波發(fā)生器的長軸對(duì)稱，而是關(guān)于波發(fā)生器圓心對(duì)稱，即柔輪在負(fù)載作用下產(chǎn)生

3、了畸變，由于其扭轉(zhuǎn)變形導(dǎo)致柔輪的最大等效應(yīng)力出現(xiàn)在柔輪齒圈齒根處，柔輪杯身的應(yīng)力則相對(duì)較小。
　　2）根據(jù)柔輪額定工況下的受力及變形情況，采用等效彎曲剛度方法，建立了復(fù)合材料對(duì)稱層合板的彎曲剛度優(yōu)化模型，得到了最優(yōu)的彎曲層合參數(shù)。
　　3）在確定復(fù)合層厚度、層數(shù)和載荷的條件下，采用遺傳算法對(duì)復(fù)合材料層的鋪層角度進(jìn)行優(yōu)化，得到最優(yōu)彎曲剛度下復(fù)合材料層的鋪層角順序。
　　4）進(jìn)行了具有復(fù)合材料層的柔輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，研究了定彎曲