谐波齿轮减速器可靠性优化设计及传动精度分析

发布时间：2019-12-02 19:20

【摘要】：谐波齿轮传动是依靠柔性件的弹性变形来传递运动和动力，，是20世纪50年代产生的一种齿轮传动技术。谐波齿轮减速器由刚轮、柔轮和波发生器等部件组成。由于柔性件的存在，谐波齿轮减速器在设计时涉及到的因素较多，设计过程较为复杂。传统的设计方法往往采用增大安全系数方法，设计出的产品尽管能够满足性能要求，但是设计成本高，并且设计结构参数不一定是最合理的。传统的设计也没有考虑到产品的可靠性，从而无法定量地估计产品寿命，制约了谐波齿轮传动技术的推广和使用。因此，研究谐波齿轮减速器可靠性优化设计方法有着十分重要的意义。本文主要对谐波齿轮传动的可靠度计算、谐波齿轮减速器多目标可靠性优化设计和影响谐波齿轮传动精度的因素三个问题进行研究。本文研究的主要内容如下：（1）阐述谐波齿轮减速器相关知识，包括谐波齿轮传动的基本原理、组成、分类和特点，总结国内外谐波齿轮传动发展现状。（2）阐述常用可靠性分析和优化设计方法的研究现状。详细论述本论文用到的相关理论方法，其中包括应力-强度干涉模型、均值FOSM可靠度灵敏度分析方法和带精英策略的快速非支配遗传算法（NSGA-Ⅱ）理论。（3）分析谐波齿轮减速器失效模式及产生原因，确定谐波齿轮传动的可靠度设计相关参数；对谐波齿轮减速器轮齿齿面耐磨、柔轮筒体疲劳和柔性轴承进行可靠性建模和可靠度计算。（4）以体积最小、可靠度最大以及传动效率最大为目标，建立了谐波齿轮减速器多目标优化设计数学模型。利用NSGA-Ⅱ算法结合MATLAB数值计算软件对该多目标优化问题进行求解。采用可靠性灵敏度分析方法对谐波齿轮传动参数进行分析，找出对谐波齿轮传动可靠度影响最为敏感的设计参数。（5）分析影响谐波齿轮传动精度的误差来源，建立传动精度对各种影响因素的灵敏度公式，找出影响因素对谐波齿轮传动精度的影响规律。
【图文】：

示意图,谐波齿轮减速器,原理,示意图

本而首先考虑的问题。相关资料表明，如果空间飞行器的重量每增发射的运载火箭至少要增加 500kg 的燃料，即大约就要增加 10000传动效率是指在某一条件下减速器输出功率与输入功率之比，是减的一个重要指标，传动效率的高低可以反映减速器的综合性能，包计水平、制造水平以及有关形成产品质量过程的多种因素。因此，能要求的前提下，在设计中考虑减小谐波齿轮减速器的体积和提高和传动效率，并以此作为设计目标，来进行产品结构的优化设计，良好的谐波减速器，对经济建设有着十分重要的战略意义。波齿轮传动谐波齿轮传动组成与原理波齿轮减速器一般由刚轮，波发生器，柔轮组成，通过柔轮的弹性械运动或动力传递的。其基本结构组成如图 1-1 (a)所示。

累积分布函数,应力,强度,依概率收敛

明事件发生的频率是依概率收敛于事件发生的概率的。罗模拟法用于可靠性分析的理论依据就是上述两条大数定敛于母体均值和事件发生的频率依概率收敛于事件发生的拟法优点在于求解概率问题最为直观、精确，对高度非线卡罗法计算可靠度Carlo 法模拟可靠度计算用到的理论是应力-强度干涉模型步骤如下：定随机模拟次数N ；定本次模拟的可靠度计算式子： R = P (δ S> 0)，令 k 入影响强度和应力的随机变量的均值和标准差，强度及应料；据应力和强度的均值和标准差仿真得出相应的分布后，依度函数 f ( S )、 g (δ )和累积分布函数 F ( S )、 G (δ )；如图
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TH132.46

【参考文献】