諧波減速器彈性薄壁構(gòu)件的疲勞壽命分析.pdf

1、諧波齒輪傳動(dòng)相對(duì)于傳統(tǒng)傳動(dòng)方式而言具有眾多優(yōu)點(diǎn)，因此，在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，尤其在航空、汽車制造、醫(yī)療器材等精密機(jī)械傳動(dòng)領(lǐng)域。但諧波齒輪傳動(dòng)的關(guān)鍵部件柔輪是一彈性薄壁構(gòu)件，其動(dòng)態(tài)特性和壽命一直是制約諧波齒輪傳動(dòng)性能的主要因素。因此，對(duì)柔輪的動(dòng)態(tài)特性和疲勞壽命研究具有重大的理論意義和實(shí)用價(jià)值。本文在國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目資助下(資助號(hào)：50975295)，對(duì)諧波減速器彈性薄壁構(gòu)件柔輪進(jìn)行了研究，掌握了柔輪的動(dòng)態(tài)特性和各工況下的動(dòng)態(tài)應(yīng)變

2、，在此基礎(chǔ)上對(duì)柔輪進(jìn)行了疲勞損傷分析，并預(yù)測了柔輪的疲勞壽命。
　　以XB-50-80型諧波減速器為研究對(duì)象，對(duì)其關(guān)鍵部件——杯型柔輪進(jìn)行有限元建模，并進(jìn)行有限元模態(tài)分析和實(shí)驗(yàn)測試，得到柔輪前四階自由模態(tài)振型和固有頻率。分析其振型的變形規(guī)律和頻率對(duì)諧波減速器工作的影響，結(jié)果表明柔輪的振形主要表現(xiàn)為柔輪杯口的徑向拉伸和杯底軸向拉伸和彎曲。在諧波減速器工作各工況中，不會(huì)激起柔輪的固有振型。
　　在柔輪內(nèi)壁的中部和底部布置應(yīng)變片，

3、設(shè)定工況分別為300r/min空載、300r/min滿載、1000r/min空載和1000r/min滿載，測試柔輪的動(dòng)態(tài)應(yīng)變。實(shí)驗(yàn)測試采用美國SRI-PMD無線測試設(shè)備，采樣頻率設(shè)為2378Hz。測試結(jié)果表明：柔輪的動(dòng)態(tài)應(yīng)變呈周期性變化，其變化頻率為減速器輸入軸和輸出軸旋轉(zhuǎn)頻率的疊加，應(yīng)變較大值出現(xiàn)在柔輪底部沿杯底的徑向，最大應(yīng)變幅值接近10000με。轉(zhuǎn)速和載荷對(duì)柔輪中部的應(yīng)變影響不大，但柔輪底部的應(yīng)變受載荷影響較大，載荷增加應(yīng)變增加