谐波齿轮传动柔轮应力及轮齿磨损分析

发布时间：2020-04-20 18:28

【摘要】：谐波齿轮传动系统具有传动比大、体积小、重量轻、传动精度高、回差小等独特的优点,国外己将其成功地应用于航空航天、原子反应堆、高能加速器、雷达系统、机器人、军事、光学仪器以及通用机械等领域。虽然国内外学者对该领域诸多问题都进行过不同程度的研究,但许多问题至今还没有定论,有些规律没有被揭示。如谐波齿轮传动中柔轮的强度计算和谐波齿轮轮齿磨损分析等问题,仍有大量的基础性工作有待开展。因此,进一步深入研究谐波齿轮柔轮强度和轮齿磨损具有重要的意义。 本文首先阐述了谐波齿轮传动的基本原理及特点,通过经验公式分析了谐波齿轮传动中柔轮在空载和负载时的变形及受力状况。研究中认为柔轮的变形与厚度之比大于0.2,是几何大变形非线性问题。根据目前国内外谐波齿轮传动已取得的研究成果和存在的问题,运用弹性理论和非线性有限元分析方法,建立柔轮的三维实体有限元分析模型,对柔轮模型和波发生器模型在接触方式下进行有限元分析,研究柔轮应力场。计算了负载传动中柔轮齿上的受载分布,对负载传动中柔轮的应力进行了分析。应用柔轮有限元分析模型,研究了柔轮的若干结构要素对柔轮应力大小的影响,根据分析结果给出了各参数的推荐值,这对实际柔轮的设计有重要参考价值。 本文利用边界元的思想对轮齿的齿廓面进行磨损分析。论文在研究谐波齿轮啮合特点的基础上,建立了轮齿磨损的分析模型,并结合Archard公式推导了理论磨损量的公式,该公式考虑了接触过程中齿面上的压强、滑程和磨损系数。计算时,将齿廓线离散成一系列点,通过计算各离散点的磨损量而得到齿廓线磨损后的形状。初次啮合时,压强、摩程由渐开线几何特征确定,利用磨损公式计算出各点的法向磨损量,结合各点原来的坐标值,就可以求出磨损后各点的坐标值。再利用磨损后的坐标值和三次样条插值函数得到磨损后的齿廓方程,此时,再根据磨后齿面的几何特征重新确定压强和摩程,进行下一工作时间的磨损计算。整个工作时间内齿廓线修正次数的多少依据计算精度而定。这个公式可以计算任意工作时间后的磨损量;反过来,也可以根据轮齿的许用最大磨损量来确定谐波传动失效前的工作寿命。
【图文】：

应力柔轮齿圈中的弯曲应力是主要的应力[8]。齿圈后端的齿根处产生，裂纹沿齿槽发展工作条件，对柔轮强度来说，弯曲应力是最大的厚度和由于轮齿产生的应力集中。，厚度也小于齿圈厚度，没有应力集中。有关，其数值远小于径向位移。因此，在体相邻处齿根处的应力是主要的，，其次考周方向的弯曲应力为20C E w /r σσ =δ20/xC E w rσσ =μ δ

el of the Roughness of the W得到线磨损公式[ ]62 71 4 (nnf a R Rσσ + 根据齿轮的不同加工方验结果相比较发现，理发生器作用下的变形和承载时的受力分布和轮算提供理论依据。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TH132.43

【引证文献】

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本文编号：2634827