基于运动几何学的谐波齿轮传动齿形的研究

发布时间：2020-05-02 19:29

【摘要】：本文在有限元法对谐波齿轮传动柔轮位移场计算分析的基础上，对载荷作用下谐波齿轮传动的运动几何关系以及齿形设计和啮合性能进行了研究。文中首先参考文献[4]建立了载荷作用下的谐波齿轮传动运动传递模型，通过讨论柔轮轮齿、刚轮轮齿及波发生器三个坐标系的几何运动关系，，得出柔轮轮齿、刚轮轮齿及波发生器在啮合运动过程中的运动关系。然后推导出了负载条件下的谐波齿轮传动瞬时传动比(输出轴端的瞬时传动比和啮合端的瞬时传动比)的计算公式，这两种瞬时传动比之间可以进行传递。通过分析谐波齿轮传动中柔轮在空载和负载时的强迫位移和受负载的状况，根据适当的假设，模拟了强迫位移，研究了边界条件，建立了柔轮的板壳元有限元分析模型，进行了柔轮位移场分析计算。根据本文所建立的负载条件下谐波齿轮传动运动传递模型，对载荷作用下单齿啮合情况进行了研究。在载荷作用下单齿啮合时，柔轮轮齿和刚轮轮齿之间的运动规律取决于柔轮受载下的变形形状和啮合端与输出端的转角关系，而与柔轮和刚轮所采用的齿形没有关系。在载荷作用下，啮合端的齿对瞬时传动比出现不连续。最后，根据S齿形的形成原理，分别采用空载条件和负载条件的有限元数据设计了刚轮齿形，并且通过包络法求出了刚轮齿形的共轭柔轮齿形。利用计算机仿真技术分析了空载和负载下得到的两种共轭齿形的啮合性能，得到结论：由负载条件所得到的齿形，在空载和负载两种不同情况下的啮合性能均较好。
【图文】：

等距曲线,余弦,凸轮

空载条件下柔轮的变形状态。因此，本章谐波齿轮传动几何运动学模型，研究坐传动比。发生器内置式。考虑到谐波齿轮传动的波齿轮传动几何运动学前作如下假设：形形状不变，只有齿槽中部产生变形。形只限于靠近齿根部处于径向间隙内的犹如弹性铰链把各刚性轮齿联接起来，所依然保持不变，不影响传动的啮合性能。用，不讨论轮齿齿圈的轴向空间变形，为平面，且垂直于柔轮中面的变形曲面。始曲线的等距曲线。中线的弹性变形状态是稳定不变的。实际态不同，将引起弹性线相对于某一平均位将随同时参与啮合的齿数的增多而减小。数一般

模型图,谐波齿轮传动,运动过程,模型

基于运动几何学的谐波齿轮传动齿形的研究传动运动过程模型如图 2-2 所示[1]，在不影响说明型。直角坐标系 O-xRyR固定在刚轮上，其原点位于轮轮齿的齿槽中心；OF-xFyF是固定在柔轮轮齿上变形曲线的 OF点，xF轴与柔轮变形曲线相切于 OF点齿宽中心；O-xHyH是固定在波发生器上的直角坐标轴，其中：FOO 与 yH轴的夹角；FOO 与 yF轴的夹角；yR轴与 yH轴的夹角；yR轴与 yF轴的夹角；固定坐标系下观察到的刚轮上的一点；固定坐标系下观察到的波发生器上的一点；
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2003
【分类号】：TH132.4

【引证文献】