基于有限元分析的諧波齒輪傳動(dòng)變形協(xié)調(diào)研究.pdf

1、該文主要對(duì)諧波齒輪傳動(dòng)中的柔輪載荷與變形之間的協(xié)調(diào)變形關(guān)系進(jìn)行了研究,并通過有限元和數(shù)學(xué)方法求得滿足這種協(xié)調(diào)變形的載荷分布.進(jìn)一步對(duì)在有限元分析基礎(chǔ)上諧波齒輪傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行了研究.文中首先通過對(duì)引起柔輪變形因素的研究,認(rèn)為柔輪的變形是由波發(fā)生器和載荷同時(shí)作用的結(jié)果.在柔輪波發(fā)生器形狀確定的情況下,柔輪的變形主要取決于載荷分布,同時(shí)柔輪的變形也影響載荷的分布,載荷和變形是相互影響相互協(xié)調(diào)的關(guān)系.在柔輪的嚙合端柔輪的變形主要分為柔輪殼體

2、的變形和柔輪輪齒的彎曲、接觸變形.由于柔輪是簿殼體,載荷作用下柔輪的嚙合端產(chǎn)生一扭轉(zhuǎn)角以便使柔輪和剛輪仍然保持嚙合以傳遞載荷.根據(jù)這一點(diǎn),建立了表征多齒協(xié)調(diào)變形的數(shù)學(xué)模型.在模型中充分考慮了各種影響因素.在求解初始側(cè)隙分布中,沒有使用傳統(tǒng)的以法向距離作為側(cè)隙標(biāo)準(zhǔn)的方法,而是根據(jù)諧波齒輪的嚙合以及模型的特點(diǎn)以周向角度間隙作為側(cè)隙,并采用一維搜索的方法,在嚙合齒對(duì)的輪廓線上尋找周向角度間隙最小值作為該齒對(duì)的嚙合側(cè)隙.在位移場的計(jì)算中,分別討

3、論了柔輪空載和負(fù)載時(shí)的狀況,以邊界元強(qiáng)迫位移的形式模擬波發(fā)生器的作用,根據(jù)適當(dāng)?shù)暮喕图僭O(shè)建立柔輪的板殼元有限元分析模型.根據(jù)柔輪的工作狀況,分析認(rèn)為柔輪的有限元研究應(yīng)當(dāng)屬于幾何非線性問題,并應(yīng)用薄殼幾何非線性理論對(duì)柔輪進(jìn)行有限元分析.文中進(jìn)一步根據(jù)求得載荷分布,對(duì)柔輪運(yùn)動(dòng)幾何學(xué)和嚙合性能進(jìn)行了研究.根據(jù)該文所建立的諧波齒輪傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)傳遞模型,對(duì)空載和載荷下嚙合情況進(jìn)行了研究.推導(dǎo)出嚙合端和輸出端瞬時(shí)傳動(dòng)比公式.柔輪輪齒和剛輪輪齒之間的運(yùn)