谐波齿轮传动系统的虚拟设计研究

发布时间：2020-08-11 17:13

【摘要】： 谐波齿轮传动是近几十年发展起来的一种新型传动技术。它主要靠柔轮的弹性变形来传递运动，因而设计复杂。用传统设计方法进行设计，效率低，成本高，制约了这项技术的推广和应用。虚拟设计作为一种新型的设计方法，能够实现产品的参数化设计、三维造型、分析检测，可以在设计阶段发现产品的不足，并加以改进，从而提高设计效率和设计质量，降低成本。因此，虚拟设计在谐波齿轮传动的设计中的应用具有现实意义。本论文中的设计计算模块通过对UG的二次开发，实现对谐波齿轮传动系统的参数化设计，并进行三维实体造型。本模块采用VC++作为编译环境，以UG的二次开发模块作为接口，将设计计算程序连接到UG界面中，用户在UG主菜单中选择“谐波齿轮设计”条目，即进入该设计模块，在交互式对话框中实现对谐波齿轮传动系统选型、输入设计的初始参数。确认后，UG将这些基本信息传递到用C语言和VC++联合编写的设计程序中，实现对这些参数的计算。最终得到包括各项啮合参数和几何尺寸等的计算结果。程序根据这些几何尺寸，调用UG提供的文件和图形操作函数，在UG的图形界面中输出谐波齿轮传动系统各部件的三维几何模型，并将设计的基本数据传递到信息窗口。在设计计算模块中有一些参数是根据经验公式计算所得，所以对最终设计结果，需要进行进一步分析。在本论文中，采用了UG的有限元分析模块对设计的最关键部件——柔轮进行了有限元分析。本模块的分析模型采用在设计模块中建立的柔轮三维模型。在预处理中对柔轮进行合理简化，定义材料、载荷和边界条件，划分网格，然后进行有限元分析求解，得到变形和应力等的分析结果，并在后处理模块中进行结果的输出。根据分析结果可以找出设计结构的薄弱点，为修改设计结构提供了参考。本论文提出了一种新的柔轮有限元分析方法，并对其他分析方法作了探讨和展望。本课题研究中主要实现了谐波齿轮传动系统虚拟设计中的参数化自动设计、三维建模、有限元分析。
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2003
【分类号】：TH132.4
【图文】：

谐波齿轮传动系统,柔轮

图1.2Fig.1.2在传动过程中，波发生器转一圈，柔轮上某点变形的循环次数，称为波数。图1.1及图1.2为采用椭圆柔性滚珠轴承的凸轮波发生器的谐波齿轮传动1201。因变形后，柔轮上各点相对于为变形柔轮的运动，在以变形长轴为起点展开后，近似呈一具有两个全波的余弦曲线，故称双波传动，以此类推，可有单波，三波，……，等等。如图1.3所示考虑到柔轮的疲劳寿命和传动的结构尺寸，一般波数不大于3。1刚轮2滚轮3柔轮4转臂a双波b二波图1.3双波和三波谐波传动Fig.1.3twowaveandthreewave，5harmoniedrive

对话框,柔轮,外部函数,程序编制

加入到工程。按第三章所述谐波传动系统的啮合参数选择和几何计算的公式，将其编制成为VC能够识别的公式代码，加入到函数体中。如图4.4为编制的柔轮设计程序时的VC环境界面蒸蒸;凝熟{联联砚砚巍热}遥撼满满一一一一一一后111韶韶，气1刀~...}}}灌翩了玲病茹着云币动i询i娜眯如云祠莽睡如琢如比妹场目顽琢箱汤如醉通;!石潇诫{成i麟图4.4柔轮计算程序vC编译环境Fig.4.4ComPilingEnvironmentofflexsPline一ealeulatingProgram在程序编制中，对于由对话框传递过来的变量的引用，要在函数体之前声明其为外部函数。在VC工程中，需要对不同的程序中的函数和变量进行传递，也须将这些函数和变量声明称外部型式。如对柔轮齿的计算公式:d=Pow((0.456*TZ*1000/((dl口(KdZ*nd)一3*E*Yz*Ksd/111)*Kbd*Ksd))，l/3.):其中变量iii的值和TZ的值即使用的第三个对话框的所输入的i的值和torch值。在函数体之前声明为:eXtemdouble11，toreh;本函数调试通过后可以实现对输入的基本参数和给定的选择计算出比较优化的谐波齿轮的几何尺寸。4O

谐波齿轮传动系统的虚拟设计研究

刚轮

【相似文献】