谐波减速器的振动研究与疲劳分析
发布时间：2022-08-09 10:42
减速器作为现代机械传动中运用极为普遍的部件一直备受关注,而作为后起之秀的谐波减速器具有体积小、减速比大、振动小等众多高性能优点,其广泛应用于航空航天飞行器、导弹、潜艇、坦克和光学仪器精密传动等军工领域,并涉及到高密封真空传动等高端前沿的精密机械传动行业。本文以80型谐波减速器为研究对象,在充分了解了谐波减速器的主要结构和工作原理的基础上,进行了振动研究和疲劳分析,主要内容如下。1)三维建模及干涉验证。通过对整机进行配合关系分析之后,完成了刚轮、柔轮、柔性轴承和波发生器等关键零部件的精确三维模型设计,通过数据以及模型装配验证结构是否干涉。2)建立数学模型和运动学方程。根据谐波齿轮传动与其他齿轮传动相异的刚度特性,以及考虑到波发生器、柔轮和刚轮之间侧隙的影响,建立了数学模型。根据谐波减速器的输入输出原理以及零部件位置关系,分别建立波发生器与柔轮、柔轮与刚轮之间的交换矩阵和相对运动方程。3)刚—柔耦合分析。通过ADAMS软件建立刚-柔混合模型,对虚拟样机进行刚-柔耦合仿真分析,得到了柔轮与刚轮啮合产生的时间-历程载荷、柔轮速度与位移随时间的变化图,验证了整机模型的正确性。4)整机振动及动力学...
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究水平现状
1.2.1 国外研究水平概述
1.2.2 国内研究水平概述
1.3 本文主要内容
2 谐波减速器的简介及结构设计
2.1 谐波减速器的简介
2.1.1 减速器的分类及介绍
2.1.2 谐波减速器的传动原理及特点
2.2 谐波减速器的设计及干涉检验
2.2.1 零件参数设计
2.2.2 模型干涉检验
2.3 本章小结
3 谐波减速器的运动学分析
3.1 谐波齿轮传动数学模型的建立
3.2 谐波减速器的运动学分析
3.2.1 建立波发生器与柔轮的坐标关系式
3.2.2 建立柔轮与刚轮的坐标关系式
3.2.3 整机相对运动方程的建立
3.3 本章小结
4 谐波减速器的刚-柔耦合分析
4.1 刚-柔耦合模型的建立
4.1.1 引言
4.1.2 柔性体建模
4.1.3 虚拟样机的建立
4.2 动力学仿真
4.2.1 虚拟样机的仿真
4.2.2 载荷-时间历程曲线的获取
4.3 本章小结
5 谐波减速器的结构动力学分析
5.1 谐波减速器动力学建模
5.2 静动态特性分析
5.2.1 结构静力学分析
5.2.2 整机模态分析
5.3 整机谐响应分析
5.4 整机振动原因及特点分析
5.4.1 振动原因分析
5.4.2 产生齿轮噪声的特点
5.4.3 减振降噪改进建议
5.5 本章小结
6 柔轮应力及疲劳强度研究
6.1 柔轮疲劳强度计算
6.1.1 应力的计算
6.1.2 疲劳强度的计算
6.2 不同材料性能对比分析
6.2.1 不同材料下固有频率的分析
6.2.2 不同材料下啮合力的分析
6.3 柔轮预应力分析
6.4 谐响应分析
6.5 柔轮疲劳强度分析
6.5.1 材料的S-N曲线的获取
6.5.2 疲劳强度分析
6.6 提高性能建议
6.7 本章小结
7 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
致谢
参考文献
攻读期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]径向变形量对谐波减速器啮合特性及柔轮应力的影响分析[J]. 张立勇,刘新猛,王长路,韦乐余,乔雪涛,王瑞峰. 机械传动. 2017(09)
[2]基于ABAQUS的谐波减速器装配及运转过程中柔轮的力学响应分析[J]. 杨健,田洪宇,陈立杰,冮铁强. 科技创新导报. 2017(15)
[3]谐波减速器中柔轮结构屈曲有限元分析[J]. 张庆茹,黄迪山,顾京君. 机械传动. 2017(02)
[4]谐波减速器柔性薄壁轴承的力学特性分析[J]. 姜祎,王亚珍,赵坤,苏达士. 轴承. 2017(01)
[5]双速度环在谐波传动中的应用分析[J]. 蔡华祥,黄永梅,王强,杜俊峰,左丹. 光电工程. 2016(07)
[6]谐波齿轮传动的齿形设计[J]. 庄剑毅,梁桂转. 装备制造技术. 2016(05)
[7]杯形柔轮谐波传动齿形优化设计[J]. 孙玉芹. 机械传动. 2015(11)
[8]谐波减速器传动误差的研究[J]. 沙晓晨,范元勋. 机械制造与自动化. 2015(05)
[9]谐波齿轮传动系统中动力学模型的研究进展[J]. 马东辉,吴嘉宁,阎绍泽. 中国科技论文. 2015(16)
[10]双圆弧谐波齿轮设计及性能仿真[J]. 袁安富,林森,仲霞莉. 制造业自动化. 2015(12)
硕士论文
[1]谐波齿轮传动柔轮有限元分析研究[D]. 向国齐.四川大学 2005
本文编号：3672412
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究水平现状
1.2.1 国外研究水平概述
1.2.2 国内研究水平概述
1.3 本文主要内容
2 谐波减速器的简介及结构设计
2.1 谐波减速器的简介
2.1.1 减速器的分类及介绍
2.1.2 谐波减速器的传动原理及特点
2.2 谐波减速器的设计及干涉检验
2.2.1 零件参数设计
2.2.2 模型干涉检验
2.3 本章小结
3 谐波减速器的运动学分析
3.1 谐波齿轮传动数学模型的建立
3.2 谐波减速器的运动学分析
3.2.1 建立波发生器与柔轮的坐标关系式
3.2.2 建立柔轮与刚轮的坐标关系式
3.2.3 整机相对运动方程的建立
3.3 本章小结
4 谐波减速器的刚-柔耦合分析
4.1 刚-柔耦合模型的建立
4.1.1 引言
4.1.2 柔性体建模
4.1.3 虚拟样机的建立
4.2 动力学仿真
4.2.1 虚拟样机的仿真
4.2.2 载荷-时间历程曲线的获取
4.3 本章小结
5 谐波减速器的结构动力学分析
5.1 谐波减速器动力学建模
5.2 静动态特性分析
5.2.1 结构静力学分析
5.2.2 整机模态分析
5.3 整机谐响应分析
5.4 整机振动原因及特点分析
5.4.1 振动原因分析
5.4.2 产生齿轮噪声的特点
5.4.3 减振降噪改进建议
5.5 本章小结
6 柔轮应力及疲劳强度研究
6.1 柔轮疲劳强度计算
6.1.1 应力的计算
6.1.2 疲劳强度的计算
6.2 不同材料性能对比分析
6.2.1 不同材料下固有频率的分析
6.2.2 不同材料下啮合力的分析
6.3 柔轮预应力分析
6.4 谐响应分析
6.5 柔轮疲劳强度分析
6.5.1 材料的S-N曲线的获取
6.5.2 疲劳强度分析
6.6 提高性能建议
6.7 本章小结
7 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
致谢
参考文献
攻读期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]径向变形量对谐波减速器啮合特性及柔轮应力的影响分析[J]. 张立勇,刘新猛,王长路,韦乐余,乔雪涛,王瑞峰. 机械传动. 2017(09)
[2]基于ABAQUS的谐波减速器装配及运转过程中柔轮的力学响应分析[J]. 杨健,田洪宇,陈立杰,冮铁强. 科技创新导报. 2017(15)
[3]谐波减速器中柔轮结构屈曲有限元分析[J]. 张庆茹,黄迪山,顾京君. 机械传动. 2017(02)
[4]谐波减速器柔性薄壁轴承的力学特性分析[J]. 姜祎,王亚珍,赵坤,苏达士. 轴承. 2017(01)
[5]双速度环在谐波传动中的应用分析[J]. 蔡华祥,黄永梅,王强,杜俊峰,左丹. 光电工程. 2016(07)
[6]谐波齿轮传动的齿形设计[J]. 庄剑毅,梁桂转. 装备制造技术. 2016(05)
[7]杯形柔轮谐波传动齿形优化设计[J]. 孙玉芹. 机械传动. 2015(11)
[8]谐波减速器传动误差的研究[J]. 沙晓晨,范元勋. 机械制造与自动化. 2015(05)
[9]谐波齿轮传动系统中动力学模型的研究进展[J]. 马东辉,吴嘉宁,阎绍泽. 中国科技论文. 2015(16)
[10]双圆弧谐波齿轮设计及性能仿真[J]. 袁安富,林森,仲霞莉. 制造业自动化. 2015(12)
硕士论文
[1]谐波齿轮传动柔轮有限元分析研究[D]. 向国齐.四川大学 2005
本文编号：3672412
本文链接：https://www.wllwen.com/jixiegongchenglunwen/3672412.html
