零侧隙渐开线谐波齿轮传动的参数优化设计及有限元分析

发布时间：2021-05-11 15:01

　　谐波齿轮传动主要靠柔轮的弹性变形来传递运动,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。虽然国内外学者几乎对该领域所有问题都进行过不同程度的研究,但仍有大量的基础性工作有待开展。因此,研究谐波齿轮传动具有重要的意义。本文主要就零侧隙渐开线谐波齿轮传动的啮合参数优化、柔轮疲劳强度等问题进行了研究,并利用有限元法对柔轮模态及受力情况作了分析。首先,本文论述了谐波齿轮在国内外的广泛应用、研究现状和理论基础。通过对谐波齿轮传动原理的研究,建立了以零侧隙为目标函数,复合形法为优化方法,满足啮合约束条件的数学模型,采用VB作为编译环境,编辑优化界面,完成对啮合参数的优化设计。其次,本文分析了柔轮的主要失效形式,空载及负载时的受力情况,推导柔轮强度校核计算和筒体稳定性计算公式,采用啮合参数优化后的实例进行验证,通过Matlab进行数值分析,得出长径比是安全系数变化的主要影响因素。最后,本文论述了有限元法的基本理论,应用有限元方法解决问题的基本步骤。根据柔轮的实际工作状态,采用Pro/E建模导入ANSYS,选择合适的单元,使用自由网格划分,并经一定的简化建立了柔轮的三维实体有限元计算... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 选题的意义
    1.2 谐波齿轮传动简介
        1.2.1 谐波齿轮传动的特点
        1.2.2 谐波齿轮传动的应用
        1.2.3 谐波齿轮传动的国内外研究发展状态
    1.3 优化设计在谐波齿轮传动中的应用
    1.4 本课题的研究内容
第2章 谐波齿轮传动的理论基础
    2.1 谐波齿轮传动的组成
    2.2 柔轮变形的理论基础
        2.2.1 壳体的基本假设
        2.2.2 大挠度基本方程
    2.3 谐波齿轮传动
        2.3.1 原始曲线方程的建立
        2.3.2 转角关系
    2.4 本章小结
第3章 啮合参数优化软件设计
    3.1 优化模型的建立
        3.1.1 目标函数与设计变量
        3.1.2 齿廓间隙方程的建立
        3.1.3 约束条件
    3.2 结构优化方法
        3.2.1 优化方法
        3.2.2 复合形法的择优过程
    3.3 计算实例
        3.3.1 初始参数的确定
        3.3.2 VB 优化界面的介绍及择优过程
        3.3.3 优化结果
        3.3.4 原参数与优化后的参数比较
    3.4 本章小结
第4章 柔轮受力分析及强度计算
    4.1 谐波齿轮传动主要失效形式
    4.2 柔轮受力分析
        4.2.1 空载传动中的力
        4.2.2 承载传动中的力
    4.3 柔轮应力分析
        4.3.1 空载时柔轮应力
        4.3.2 齿圈对柔轮应力的影响
        4.3.3 载荷特性和波发生器型式对柔轮强度的影响
    4.4 柔轮的强度计算
    4.5 柔轮筒体的稳定性校核
    4.6 计算实例及结论
        4.6.1 计算实例
        4.6.2 结果分析
    4.7 本章小结
第5章 柔轮有限元分析
    5.1 有限元法概述
    5.2 有限元分析软件的选择
    5.3 柔轮有限元分析
        5.3.1 柔轮ANSYS 分析前处理
        5.3.2 柔轮模态分析
        5.3.3 柔轮空载时受力分析
        5.3.4 柔轮负载状态下的受力分析
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士期间承担的科研任务与主要成果
致谢
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]渐开线谐波齿轮啮合参数的优化设计[J]. 宋惠军,王学武,孟令先.  机械传动. 2009(03)
[2]谐波齿轮的齿形研究和发展[J]. 毛彬彬,王克武.  煤矿机械. 2008(07)
[3]基于MATLAB的谐波齿轮传动柔轮变形研究[J]. 杨晓琦,程凯.  无线电工程. 2008(07)
[4]谐波齿轮传动柔轮和刚轮渐开线齿廓间隙的数学模型研究[J]. 李敏.  机械工程师. 2008(05)
[5]变位修正法获得无侧隙谐波齿轮传动设计[J]. 李敏.  林业机械与木工设备. 2008(03)
[6]高精度谐波齿轮传动的变位修正[J]. 李敏,赵凤雨,李洪涛.  机械工程师. 2007(12)
[7]无侧隙谐波齿轮传动变位系数的研究[J]. 张文杰,李敏,王中孚.  黑龙江科技信息. 2007(23)
[8]谐波齿轮传动中柔轮应力的有限元分析[J]. 付军锋,董海军,沈允文.  中国机械工程. 2007(18)
[9]谐波齿轮传动小长径比柔轮有限元应力分析[J]. 王文静,辛洪兵,徐正兴.  北京工商大学学报(自然科学版). 2007(04)
[10]谐波齿轮传动概述[J]. 王长明,阳培,张立勇.  机械传动. 2006(04)



本文编号：3181612