谐波传动中柔性轴承内部载荷的理论计算和仿真分析

发布时间：2019-11-19 04:13

【摘要】：柔性轴承是谐波减速器中的关键部件,研究柔性轴承的载荷分布和接触应力对柔性轴承的设计和寿命计算至关重要。柔性轴承装配到波发生器会发生预变形,不再适用刚性套圈理论,其内部载荷也会发生变化。利用ANSYS建立柔性轴承的多体接触模型,得到柔性轴承的载荷分布和接触应力,并从薄壁圆环理论和赫兹接触理论验证了仿真分析的合理性。分析结果表明波发生器作用下,装配预变形导致柔性轴承实际承载区间减少,最大滚动体载荷和接触应力增大。研究结果对柔性薄壁轴承的设计及分析提供理论参考和实践指导。
【图文】：

▲图1柔性轴承外圈受载示意图跨角的一半;Qj为滚动体与外圈的一对接触反力;ψj为接触反力Qj的位置角;ψi为任意位置角;下标i、j代表不同位置。qr=qrmaxcosπφ2φ2()(2)式中:qrmax为余弦载荷幅值qr以傅里叶级数形式来表示qr=4φ2π2qrmax+8φ2qrmax∑∞m=2cosmφ2cosmφπ2－4m2φ22=qr0+∑∞m=2qrkcosmφ(3)其中qr0=4φ2π2qrmaxqrk=8φ2qrmaxcosmφ2π2－4m2φ22常数项qr0不改变圆环形状，，圆环形状的改变是由变化分量qrk所引起的。根据文献［8］，对称径向载荷qr作用下，方程(1)解的形式可表示为uqrψj=Ｒ4EI∑∞m=2qrk(m2－1)2cosmψj(4)式中:uqrψj:载荷qr在位置角ψi处对圆环的产生的径向变形根据文献［9］，在一对径向力作用下，方程(1)的解的形式可表示为uQjψj=CijQj(5)式中:Cij=2πEIＲ3∑∞m=2cosmψjcosmψi(m2－1)2uQiψj为位置角ψj处的载荷Qj在位置角ψi处对圆环的产生的径向变形。谐波齿轮传动柔性滚动轴承内圈安装在椭圆波发生器上，内圈的变形和凸轮轮廓线一致，外圈在波发生器和载荷作用下不断发生挠曲变形。根据薄壁圆环平面弯曲理论可求得套圈的挠曲变形，根据Herzt接触理论可求得套圈的弹性变形。因此，在位置角ψj处内、外圈的变形可以表示为uψj=∑uQjψj+uqrψj(6)ωψj=Δcos(2ψj)(7)δorψj=ko(Qψj)23(8)δirψj=ki(Q

本文编号：2562917