双圆弧柔轮内部应力分布研究

发布时间：2021-12-11 18:20

　　柔轮作为谐波齿轮传动中起承载作用的关键环节,容易由于疲劳而造成失效。为研究柔轮内部应力变化规律,观察其内部应力分布情况,基于ANSYS有限元分析软件,研究在波发生器驱动作用下,多个几何结构参数对柔轮内部各部分应力变化规律。结果表明,对比分析柔轮各个部分应力,柔轮齿圈部分应力最大,此处出现最大应力点,而筒底部所受的应力最小;筒长对柔轮应力影响较为明显,桶底圆角半径对筒底部分应力影响波动较大,筒体部分最大等效应力与齿圈部分最大等效应力具有相似趋势;柔轮壁厚对柔轮整体性能影响较大,而齿圈宽度增加,会使得柔轮整体应力以及各部分应力随之增加。因此,在设计杯型柔轮时,应首先确定柔轮齿宽参数,再选择合理的柔轮筒长、壁厚以及桶底倒角半径,从而减小柔轮应力,提高柔轮使用寿命。 

【文章来源】：机械传动. 2020,44(05)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

图1 双圆弧柔轮基本齿廓图

在SolidWorks中建立柔轮三维实体模型，柔轮几何结构参数示意图如图2所示，波发生器采用椭圆凸轮波发生器，建模时忽略柔性轴承，通过SolidWorks构建柔轮与波发生器三维数字化装配模型，导入ANSYS有限元仿真平台，建立柔轮有限元模型。1.2 柔轮有限元模型

(2）网格划分：为划分精度更高网格，使计算结果更加精确，按照图3所示，对柔轮进行切分处理，把柔轮切分成：Ⅰ—前沿单元、Ⅱ—齿圈单元、Ⅲ—筒体单元、Ⅳ—筒底单元、Ⅴ—凸台单元规则体，同时方便后期提取各观测点的应力值。本文中为柔轮选取SOLID185实体单元，采用六面体扫掠网格划分，智能网格控制精度设置为5，网格尺寸设置为0.5 mm。采用Sweep扫掠网格方式划分柔轮为规则的六面体网格单元，得到的有限元网格模型如图4所示。

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
[1]不同参数对谐波减速器柔轮动态特性的影响[D]. 李奇.重庆大学 2016
[2]仿人机器人用1/4比例柔轮谐波传动啮合理论与分析[D]. 张勇.哈尔滨工业大学 2011



本文编号：3535163