基于不同波發(fā)生器的柔輪強度有限元分析.pdf

1、諧波齒輪傳動是基于柔輪的彈性變形來傳遞運動或者動力的。在周期運動中，柔輪極易出現(xiàn)疲勞破壞，因而對諧波齒輪傳動的研究工作就主要集中在了對柔輪疲勞強度的研究上。 本文針對傳統(tǒng)的柔輪強度分析中存在的問題，結(jié)合國內(nèi)外現(xiàn)有的研究成果，在引入有限元接觸分析的基礎(chǔ)上，從波發(fā)生器的結(jié)構(gòu)形式入手，分析了柔輪的應(yīng)力和變形。對此本文做了以下工作并取得了相應(yīng)的成果： (1)在彈性理論的支持下，討論了諧波齒輪傳動中主要嚙合參數(shù)的選取原則和相關(guān)理論

2、和它的主要部件柔輪和波發(fā)生器(凸輪波發(fā)生器和雙圓盤波發(fā)生器)的幾何設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計問題；討論了基于四力模型的柔輪的應(yīng)力分布和變形特點，以及原始曲線和凸輪廓線的求解方法，從理論上掌握了柔輪的力學(xué)特性，為進一步分析提供了理論支持。 (2)針對柔輪在波發(fā)生器作用下，其最大徑向變形與厚度比大于O.2，是一個大變形問題，采用了大變形的接觸有限元分析，保證了有限元模型與實際受載的一致性。針對柔輪實際受載的復(fù)雜性，本文對柔輪有限元模型作了獨創(chuàng)性

3、的簡化，包括對稱簡化、邊界簡化和輪齒簡化，既避免了不必要的細節(jié)分析，又彌補了理論分析的不足，并獲得了理想的效果。闡述了在Ansys平臺下建立有限元求解模型時要考慮的諸多問題，建立了柔輪與凸輪波發(fā)生器配合，柔輪與雙圓盤波發(fā)生器配合下的有限元求解模型。 (3)分析了柔輪在凸輪波發(fā)生器和雙圓盤波發(fā)生器作用下的應(yīng)力分布和變形特征，取得了比理論計算更接近真實情況的應(yīng)力數(shù)據(jù)和變形數(shù)據(jù)；通過各截面應(yīng)力的比較，找出了柔輪的危險截面，得出了危險截

4、面分布在遠離前端面的截面的齒槽上的結(jié)論，找到了危險截面與波發(fā)生器安裝位置的關(guān)系；提出了采用大的齒根過渡圓半徑來減小齒根應(yīng)力集中，表面強化處理來提高柔輪的疲勞強度，適當(dāng)加長簡體長度來減小邊界效應(yīng)對危險截面應(yīng)力的影響等辦法來提高柔輪的疲勞壽命。 (4)比較了兩種波發(fā)生器作用下柔輪的應(yīng)力分布，掌握了兩種波發(fā)生器作用下架輪應(yīng)力分布的不同特點，得出凸輪波發(fā)生器作用下應(yīng)力分布變化平滑，但是值較人，而雙圓盤波發(fā)生器下柔輪應(yīng)力分布跳變大，但是值