双圆弧短筒谐波减速器设计

发布时间：2017-06-21 01:08

  本文关键词：双圆弧短筒谐波减速器设计，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文基于谐波齿轮传动的啮合理论,并结合对渐开线齿型谐波减速器的设计经验,设计了25-50型双圆弧短筒谐波减速器,利用有限元分析的方法对短筒柔轮结构进行了分析和优化设计,最终完成对25-50型谐波减速器样机的试制。具体所做的工作如下：(1)基于谐波齿轮的啮合原理及特殊的传动特点,设计出25-50型双圆弧齿廓的柔轮,并参照包络法,设计出了与之相匹配的刚轮齿廓。(2)对谐波减速器中的核心零部件进行详细的设计,并使用三维软件Solidworks对设计好的零部件进行建模和装配,在静态模型的状态下,查看轮齿的分布规律、齿侧间隙、啮合特点。(3)对谐波减速器中的柔轮结构进行静态受力分析,计算其疲劳强度,并对柔轮筒体进行稳定性校核工作。(4)将装入波发生器后的柔轮模型导入有限元分析软件ANSYS中,查看其应力应变的分布规律,分析柔轮变形量是否在设计的合理范围内,并预测柔轮损坏的危险断面。以柔轮应力值为目标函数,对柔轮结构的一些重要参数进行多次对比试验分析,优化柔轮结构。(5)对上述设计的核心零部件进行实际加工,以验证设计的正确性。在Hero滚齿机上对柔轮进行滚齿加工,在国产插齿机上对刚轮进行插齿加工,最后对谐波减速器零部件进行装配,完成样机试制工作。通过上述工作可以看出,具有双圆弧齿型的谐波齿轮具有较好的啮合性能,本文在此基础上,结合短筒柔轮结构的优化设计,实现了对双圆弧短筒谐波减速器的设计工作,并最终完成了对25-50型谐波减速器的试制。
【关键词】：谐波齿轮 短筒 双圆弧 Solidworks ANSYS
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH132.46
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-9
• 第一章 绪论9-20
• 1.1 谐波齿轮传动概述9-10
• 1.2 谐波减速器传动原理及特点10-14
• 1.2.1 谐波减速器传动原理10-11
• 1.2.2 谐波齿轮传动特点11-12
• 1.2.3 谐波齿轮运动学12-14
• 1.3 国内外研究现状14-20
• 1.3.1 国内现状14-15
• 1.3.2 国外现状15-16
• 1.3.3 未来发展趋势及待解决的问题16-17
• 1.3.4 本文研究方向及主要内容17-20
• 第二章 谐波齿轮齿型设计20-28
• 2.1 谐波齿轮的齿型分析与确定20
• 2.2 谐波齿轮啮合理论的研究20-22
• 2.3 柔轮双圆弧齿廓方程的建立22-23
• 2.4 刚轮齿廓方程的求解23-26
• 2.5 主要啮合参数及工作齿廓的确定26-28
• 第三章 谐波齿轮核心部件的设计及建模28-37
• 3.1 柔轮结构设计28-30
• 3.1.1 柔轮结构形式的确定28-29
• 3.1.2 柔轮结构参数计算29-30
• 3.2 刚轮结构设计30-31
• 3.3 波发生器结构设计31-32
• 3.3.1 波发生器结构形式的确定31
• 3.3.2 波发生器结构参数31-32
• 3.4 谐波减速器的建模与装配32-34
• 3.5 谐波齿轮静态啮合检查34-36
• 3.6 本章小结36-37
• 第四章 柔轮受力分析及强度校核37-42
• 4.1 柔轮受力分析37-38
• 4.2 柔轮应力计算模型38-40
• 4.3 实例分析40-41
• 4.4 本章小结41-42
• 第五章 柔轮结构优化及装配性能分析42-58
• 5.1 有限元模型的建立42-47
• 5.1.1 模型的简化42
• 5.1.2 装配模型的转换与导入42-43
• 5.1.3 单元选择及材料属性的定义43-44
• 5.1.4 定义接触对和施加约束44
• 5.1.5 结果分析44-47
• 5.2 柔轮结构参数对柔轮应变的影响47-53
• 5.2.1 柔轮长径比(L/D_R)对柔轮应变的影响47-48
• 5.2.2 柔轮齿圈宽度(B)对柔轮应变的影响48-49
• 5.2.3 柔轮壁厚(δ_1)对柔轮应变的影响49-50
• 5.2.4 柔轮筒体与筒底倒角(R_3)对柔轮应变的影响50
• 5.2.5 波发生器装配位置对柔轮应力应变的影响50-52
• 5.2.6 优化结果52-53
• 5.3 柔轮整体装配性能分析53-56
• 5.4 本章小结56-58
• 第六章 25-50型谐波减速器样机试制58-64
• 6.1 样机试制58-61
• 6.1.1 柔轮加工工艺的制定58-59
• 6.1.2 刚轮加工工艺的制定59-61
• 6.2 谐波减速器的样机结构及装配工作61-63
• 6.3 本章小结63-64
• 第七章 总结与展望64-67
• 7.1 总结64-65
• 7.2 展望65-67
• 致谢67-68
• 参考文献68-72
• 作者简介72
• 攻读硕士期间发表的论文及公开专利72

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本文编号：467303