齿啮式输出谐波传动柔轮变形函数与齿形研究
发布时间：2021-11-18 14:15
本文在国家自然科学基金项目（No.50975038）的资助下,在课题组谐波传动多年研究基础之上,建立了齿啮式输出谐波传动运动学模型,并进行了运动学仿真。利用ABAQUS有限元分析软件进行了实体仿真,提取了柔轮在负载作用下中性层节点的位移及其规律,选用傅立叶函数拟合了负载变形函数,以此为基础对渐开线齿廓的共轭齿形进行了修正,并提出一种新型齿廓。首先,基于空载波发生器作用下的环形柔轮变形函数,以齿啮式输出谐波传动为研究对象,建立了谐波传动运动学模型。以传动比120环形柔轮谐波传动为例,给定柔轮齿廓为渐开线齿廓,利用柔轮理论空载变形函数和谐波传动啮合基本方程,得到共轭区间对应的波发生器转角及共轭刚轮齿廓；编制MATLAB程序,实现了齿啮式输出谐波传动的运动学仿真并通过干涉校验确定了齿顶参数。基于ABAQUS软件,开发出环形柔轮谐波传动有限元模型,并运用ABAQUS中的通用分析模块ABAQUS/Standard对谐波传动进行实体装配仿真,提取了空载下的柔轮中性层节点位移,并与理论变形函数比较；运用ABAQUS中的显式分析模块ABAQUS/Explicit对其进行负载运动仿真,分析负载变形规律,...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同柔轮结构的谐波传动装置
(a)我国生产的杯形柔轮图1.2(b)美国国内外柔轮比较图公司生产的短筒柔轮F19.1.2FlexsPlineeomParativediagramhomeandaborad种国外短筒柔轮谐波齿轮减速器与国产精密杯形谐波齿轮减速器的主要参数由表1.1可知，我国杯形柔轮的轴向尺寸比国外短筒柔轮的轴向尺寸要大得多筒柔轮谐波齿轮减速器的体积仅是我国相同外径产品的30%左右，而承载能相同外径产品的1.39一2倍。要在承载能力不变的情况下减小装置的体积，就应研究短筒柔轮及其传动装置。表1.1国内外谐波齿轮减速器主要参数比较表(转速1500r/mm，速比100)Tab，1.1MainParametereomPassiontableofhannoniegearreducerhomeandabroad刚轮外径/min长度/~扭矩加m国外国内国外国内国外国内707014505733265495132551701101358511013517085110957055
2齿啮式输出谐波传动运动学模型传统的杯形柔轮谐波传动在传动中依靠其较长的柔性圆筒将非圆形状逐渐转变到轴连接处的圆形形状，从而将运动传递出去。这种结构(图2.1(a))几何尺寸较大，柔轮材料的高弹性和高强度也使其制造成本增加。环形柔轮谐波传动结构如图2.1(b)，它由波发生器、柔轮、固定刚轮和输出刚轮组成，取消了柔轮上的柔性圆筒，并适当延长了柔轮齿宽。这种结构不但克服了杯形柔轮的缺点，而且还大大提高了极限传速比。，定刚阅—杯形柔轮 }}}}}短短圈柱柔轮轮(a)杯形柔轮谐波传动(b)环形柔轮谐波传动图2.1谐波齿轮传动两种结构形式 Fig.2.1Twostructurefonnsofharinoniedrive2.1谐波传动基本原理两级环形柔轮谐波传动的工作原理是在波发生器作用下，柔轮与固定刚轮进行一级齿轮啮合传动，柔轮与输出刚轮进行二级齿轮啮合传动，实现环形柔轮谐波传动的两级传动。其第一级传动与杯形柔轮谐波传动原理相同
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于ABAQUS的谐波齿轮减速器齿式输出刚轮的应力分析[J]. 韩敏,吴开春,张杰,龚荣文. 制造业自动化. 2010(07)
[2]基于ABAQUS的短圆柱形柔轮谐波齿轮传动的有限元分析[J]. 韩敏,吴开春,龚荣文. 组合机床与自动化加工技术. 2009(09)
[3]谐波传动的国内外发展现状与趋势[J]. 辛洪兵. 现代制造. 2009(35)
[4]谐波传动技术的再发展困境[J]. 杨晓玉. 现代制造. 2009(35)
[5]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)
[6]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)
[7]柔轮应力的有限元分析及结构参数的合理选择[J]. 付军锋,董海军. 机械科学与技术. 2007(09)
[8]谐波齿轮传动概述[J]. 王长明,阳培,张立勇. 机械传动. 2006(04)
[9]谐波齿轮传动中杯形柔轮的有限元计算与分析[J]. 刘文芝,张乃仁,张春林,赵永忠. 机械工程学报. 2006(04)
[10]谐波齿轮传动柔轮有限元力学分析及结构参数改进[J]. 王延风,李书功,谢涛. 光学精密工程. 2005(S1)
博士论文
[1]基于柔轮变形函数的谐波齿轮传动运动几何学及其啮合性能研究[D]. 董惠敏.大连理工大学 2008
硕士论文
[1]谐波传动柔轮结构参数优化与整机动态仿真[D]. 齐书学.大连理工大学 2009
[2]渐开线谐波齿轮传动齿廓参数优化及动态仿真[D]. 周卫东.大连理工大学 2008
[3]等效椭圆谐波齿轮减速器的研究[D]. 庄小红.重庆大学 2008
[4]谐波齿轮传动中柔轮应力的有限元分析[D]. 付军锋.西北工业大学 2007
[5]基于有限元分析的谐波齿轮传动变形协调研究[D]. 张丽华.大连理工大学 2004
[6]谐波齿轮传动的运动几何学研究[D]. 王淑芬.大连理工大学 2000
本文编号：3503052
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同柔轮结构的谐波传动装置
(a)我国生产的杯形柔轮图1.2(b)美国国内外柔轮比较图公司生产的短筒柔轮F19.1.2FlexsPlineeomParativediagramhomeandaborad种国外短筒柔轮谐波齿轮减速器与国产精密杯形谐波齿轮减速器的主要参数由表1.1可知，我国杯形柔轮的轴向尺寸比国外短筒柔轮的轴向尺寸要大得多筒柔轮谐波齿轮减速器的体积仅是我国相同外径产品的30%左右，而承载能相同外径产品的1.39一2倍。要在承载能力不变的情况下减小装置的体积，就应研究短筒柔轮及其传动装置。表1.1国内外谐波齿轮减速器主要参数比较表(转速1500r/mm，速比100)Tab，1.1MainParametereomPassiontableofhannoniegearreducerhomeandabroad刚轮外径/min长度/~扭矩加m国外国内国外国内国外国内707014505733265495132551701101358511013517085110957055
2齿啮式输出谐波传动运动学模型传统的杯形柔轮谐波传动在传动中依靠其较长的柔性圆筒将非圆形状逐渐转变到轴连接处的圆形形状，从而将运动传递出去。这种结构(图2.1(a))几何尺寸较大，柔轮材料的高弹性和高强度也使其制造成本增加。环形柔轮谐波传动结构如图2.1(b)，它由波发生器、柔轮、固定刚轮和输出刚轮组成，取消了柔轮上的柔性圆筒，并适当延长了柔轮齿宽。这种结构不但克服了杯形柔轮的缺点，而且还大大提高了极限传速比。，定刚阅—杯形柔轮 }}}}}短短圈柱柔轮轮(a)杯形柔轮谐波传动(b)环形柔轮谐波传动图2.1谐波齿轮传动两种结构形式 Fig.2.1Twostructurefonnsofharinoniedrive2.1谐波传动基本原理两级环形柔轮谐波传动的工作原理是在波发生器作用下，柔轮与固定刚轮进行一级齿轮啮合传动，柔轮与输出刚轮进行二级齿轮啮合传动，实现环形柔轮谐波传动的两级传动。其第一级传动与杯形柔轮谐波传动原理相同
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于ABAQUS的谐波齿轮减速器齿式输出刚轮的应力分析[J]. 韩敏,吴开春,张杰,龚荣文. 制造业自动化. 2010(07)
[2]基于ABAQUS的短圆柱形柔轮谐波齿轮传动的有限元分析[J]. 韩敏,吴开春,龚荣文. 组合机床与自动化加工技术. 2009(09)
[3]谐波传动的国内外发展现状与趋势[J]. 辛洪兵. 现代制造. 2009(35)
[4]谐波传动技术的再发展困境[J]. 杨晓玉. 现代制造. 2009(35)
[5]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)
[6]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)
[7]柔轮应力的有限元分析及结构参数的合理选择[J]. 付军锋,董海军. 机械科学与技术. 2007(09)
[8]谐波齿轮传动概述[J]. 王长明,阳培,张立勇. 机械传动. 2006(04)
[9]谐波齿轮传动中杯形柔轮的有限元计算与分析[J]. 刘文芝,张乃仁,张春林,赵永忠. 机械工程学报. 2006(04)
[10]谐波齿轮传动柔轮有限元力学分析及结构参数改进[J]. 王延风,李书功,谢涛. 光学精密工程. 2005(S1)
博士论文
[1]基于柔轮变形函数的谐波齿轮传动运动几何学及其啮合性能研究[D]. 董惠敏.大连理工大学 2008
硕士论文
[1]谐波传动柔轮结构参数优化与整机动态仿真[D]. 齐书学.大连理工大学 2009
[2]渐开线谐波齿轮传动齿廓参数优化及动态仿真[D]. 周卫东.大连理工大学 2008
[3]等效椭圆谐波齿轮减速器的研究[D]. 庄小红.重庆大学 2008
[4]谐波齿轮传动中柔轮应力的有限元分析[D]. 付军锋.西北工业大学 2007
[5]基于有限元分析的谐波齿轮传动变形协调研究[D]. 张丽华.大连理工大学 2004
[6]谐波齿轮传动的运动几何学研究[D]. 王淑芬.大连理工大学 2000
本文编号：3503052
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