柔輪
- 基于XFEM的諧波減速器柔輪裂紋擴展行為研究
器是由波發(fā)生器、柔輪、剛輪等基本構件組成。諧波齒輪傳動的主要失效形式有柔輪疲勞斷裂、柔性軸承損壞、齒面磨損等。其中，柔輪疲勞斷裂占總失效形式的60%以上[3]。局部微裂紋的形成及擴展是引發(fā)柔輪斷裂的主要原因[4]。因此，研究柔輪的裂紋形成及裂紋擴展特性，有助于掌握柔輪裂紋生長規(guī)律，預測剩余壽命。目前，關于諧波減速器柔輪的疲勞裂紋研究主要集中在裂紋形成原因及對諧波傳動性能的影響方面，對于柔輪的裂紋擴展研究，可查閱文獻較少[4-6]。現階段，國內外很多學者對直
機械傳動 2022年10期2022-10-21
- 諧波齒輪傳動系統(tǒng)柔輪應力的數值建模與分析
新型機構，主要由柔輪、剛輪和波發(fā)生器三部分組成，具有結構簡單、零件少、體積小、質量輕、同時嚙合齒數多、傳動平穩(wěn)、轉動慣量小、側隙小、精度高、承載力高、噪聲低和同軸性好的特點，廣泛應用于航空航天、汽車、精密光學設備和醫(yī)療器械等工業(yè)領域[1-2]。在運轉過程中，橢圓形的波發(fā)生器使柔輪發(fā)生較大變形且與剛輪接觸，而柔輪和剛輪的每個輪齒都要進行嚙合[3]。由于諧波齒輪傳動具有循環(huán)周期性，在嚙合過程中，柔輪的齒根部位會隨著周期性的嚙合而容易發(fā)生疲勞破壞。因此，研究齒根
機床與液壓 2022年1期2022-10-14
- 考慮磨損與變形的諧波齒輪精度可靠性分析與優(yōu)化設計
生的靜態(tài)誤差以及柔輪摩擦磨損[3]和變形[4]導致的動態(tài)誤差。由于磨損和變形均為高度非線性動態(tài)因素，若不考慮影響因素進行諧波齒輪傳動分析和設計，將極大影響齒輪的傳動精度，從而直接影響裝備整體壽命和可靠性。因此，綜合考慮靜態(tài)和動態(tài)影響因素對諧波齒輪進行傳動精度可靠性分析和優(yōu)化設計不但十分必要，而且具有重要的工程意義。近年來，針對諧波齒輪傳動誤差問題，國內外學者開展了一系列研究。TUTTLE等[5]對諧波齒輪的傳動誤差來源進行數學分析，得出傳動誤差是由裝配誤差
計算機集成制造系統(tǒng) 2022年2期2022-03-11
- 協作機器人關節(jié)力矩傳感器的設計與研究*
度和精度，但由于柔輪的裙邊變形復雜，需在諧波減速器的柔輪上粘貼16組應變片，這樣不僅加大加工難度而且使得機器人關節(jié)內部走線更為復雜。文獻[7]研制了一種具有力感知功能的諧波減速器，相比于文獻[6]極大地減少了應變片數目，但需額外設計靜、動導電環(huán)以解決柔輪走線纏繞問題，并且結構復雜、電氣可靠性低。針對目前研究存在的弊端，本文設計了一種基于諧波減速器柔輪應變的關節(jié)力矩傳感器，建立了力矩關系模型，完成了樣機研制，并進行了性能測試。1 力矩傳感器設計1.1 傳感器
傳感器與微系統(tǒng) 2022年2期2022-02-28
- 諧波傳動系統(tǒng)齒廓優(yōu)化設計與側隙控制補償
]。諧波減速器的柔輪在運動時會發(fā)生空間變形，將其視為剛體進行設計得到的剛輪齒廓在傳動過程中會產生嚙合干涉或嚙合不足等情況，同時，考慮到實際工作中齒側間隙存在的必要性，為了能夠兼顧傳動精度以及潤滑散熱的需要，有必要對剛輪齒廓進行進一步優(yōu)化。目前關于齒側間隙的計算大多是建立在對共軛齒廓的形狀及其相對位置研究的基礎上，研究的重點主要是通過改進計算方法從而提高結果的精度方面[2]。為此，本文基于ANSYS有限元仿真數據,采用包絡法對諧波減速器的剛、柔輪共軛齒廓進行
武漢科技大學學報 2021年1期2021-12-17
- 電磁諧波活齒傳動系統(tǒng)柔輪內共振分析
該傳動系統(tǒng)是利用柔輪的變形來推動活齒與中心輪嚙合來傳遞動力的，而柔輪是在電磁力作用下發(fā)生變形，因此，柔輪不可避免地會產生振動[2-3]。2009年，劉彥琦等人[4]建立了存在線性外阻尼的加速黏性傳動帶空間橫向振動非線性動力學方程，采用多尺度法與Galerkin離散原理求解方程并分析了系統(tǒng)的1∶1內共振現象與分岔、混沌動力學特性。2013年，王延慶等人[5]對薄壁圓柱殼內共振和運動分岔進行了分析，表明軸向運動復合材料薄壁圓柱殼的幅頻特性曲線表現出硬特性，系統(tǒng)
燕山大學學報 2021年6期2021-12-11
- 諧波減速器傳動機構的動態(tài)仿真研究
動力傳輸過程中，柔輪是核心部件。由于其是彈性薄壁零件，并且在運轉過程中受到波發(fā)生器帶來的交變載荷的作用下，容易對柔輪造成疲勞損壞，其中最常見的現象就是齒根的疲勞斷裂。因此，柔輪的強度分析對于諧波傳動來說是十分必要的，通過對柔輪進行有限元分析來為強度分析提供依據。柔輪在諧波傳動的過程中會發(fā)生彈性變形，然后與剛輪輪齒嚙合，接觸情況比較復雜，并且諧波減速器的模型屬于剛柔混合模型，所以可以考慮在Adams中建立剛柔耦合的虛擬樣機，然后對虛擬樣機進行動態(tài)仿真，通過仿
機械設計與制造 2021年9期2021-09-23
- 新型諧波減速器柔輪結構分析設計*
波減速器核心部件柔輪的結構設計與研究就是一個重點課題，由于柔輪的結構是圓柱形薄壁殼體，其相較于諧波減速器中的其他部件更容易因應力的持續(xù)作用而發(fā)生損壞。為了增強諧波減速器的承載能力和提高其使用壽命，很多學者對其結構的相關研究做出了大量工作。趙建虎[8]運用多項式擬合方法，繪制了柔輪應力與壽命的疲勞壽命曲線,并分析了不同結構參數、相對位置和同軸度與柔輪疲勞壽命的關系，為柔輪的優(yōu)化設計提供了參考。王家序、周祥祥等[9-10]為提高諧波傳動裝置的性能,所設計的柔輪
機械研究與應用 2021年4期2021-09-15
- 具有漸開線齒廓變形后的柔輪三維實體建模方法
型諧波齒輪傳動的柔輪具有內外齒圈。推導出變形柔輪齒廓上點的坐標與未變形柔輪齒廓上點的坐標的轉換關系，進而利用MATLAB編程求解變形柔輪四分之一內外齒圈各輪齒兩側齒廓上各點的坐標，在Pro/E中對四分之一內外齒圈齒廓上的點用樣條曲線連接，并通過鏡像和拉伸，完成變形柔輪的三維實體建模。關鍵詞：諧波齒輪傳動;柔輪;實體建模;有限元 中圖分類號：TH132.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ?
內燃機與配件 2021年14期2021-09-10
- 筒形柔輪的結構優(yōu)化與有限元分析
,隨著諧波減速器柔輪筒長的縮短,也帶來了一些不可避免的問題。如圖1所示,柔輪的應力隨著筒長的縮短而急劇增大,同時導致柔輪齒圈內部與柔性軸承自然貼合張角由θ2增大到θ1,柔輪輪齒偏斜嚴重,重合度降低,柔輪整體壽命縮短。通過研究,使柔輪筒長縮短,并有效弱化或消除以上問題,是諧波減速器柔輪發(fā)展的方向之一[2]。在諧波減速器柔輪結構優(yōu)化方面,已有學者進行了大量研究,并取得了一定的研究成果。柔輪結構優(yōu)化時,分析柔輪長徑比、齒根壁厚、齒寬、嚙齒對數、最大徑向變形量、杯
機械制造 2021年8期2021-08-23
- 諧波齒輪雙圓盤波發(fā)生器設計與有限元仿真分析＊
要包括3個構件：柔輪、剛輪和波發(fā)生器。在裝配前柔輪的剖面是圓形，裝配后在波發(fā)生器的強制作用下，迫使柔輪變?yōu)榉菆A形。波發(fā)生器對于柔輪的變形狀態(tài)非常重要，雙圓盤波發(fā)生器作為一種結構簡單、包角區(qū)間大以及承載能力強的波發(fā)生器類型，受到眾多學者的關注，對其作出了很多有價值的研究。陳曉霞等[4]基于力學方法，計算了雙圓盤波發(fā)生器作用下柔輪的周向伸長量，并建立有限元模型驗證了理論方法的可行性。周清華[5]采用有限元方法研究了柔輪在不同波發(fā)生器作用下的應力和變形，提出了采
起重運輸機械 2021年12期2021-07-22
- 圓柱杯形柔輪的應力變形分析*
裝置主要由剛輪、柔輪、波發(fā)生器等組成[1]。諧波傳動具有傳動比大、體積小、精度高等特點,廣泛應用于機器人、航空航天、光學儀器等領域[2-3]。諧波傳動中,柔輪承受的應力、變形比較復雜,且在實際工作中,柔輪較其它零件更易產生破壞。因此,延長柔輪的疲勞壽命一直是諧波減速器需要解決的主要問題[4-5]。國內外許多學者對柔輪進行了大量理論分析與研究。鄧一波等[6]通過建立柔輪和剛輪、波發(fā)生器之間的接觸模型,得到裝配時的柔輪應力分布云圖及負載時的柔輪應力變化曲線。邢
機械制造 2021年5期2021-07-03
- 諧波傳動柔輪變形測量誤差分析與補償
靠中間柔性部件（柔輪）周期性彈性變形來實現運動及動力傳遞，當波發(fā)生器裝配進入柔輪后，柔輪在波發(fā)生器作用下產生一定程度的彈性變形，使得柔輪齒與剛輪齒進行嚙合［1-2］。但在傳動過程中，柔輪齒圈上每個位置的變形是動態(tài)變換，會一定程度上影響齒輪產生嚙合干涉或者脫離嚙合。一般為了便于計算，理論上將柔輪中性層的形變近似作為柔輪的變形，但柔輪在實際的彈性變形是十分復雜的，實際測量柔輪變形函數與理論位置存在較大差異［3-5］，因此精確測量柔輪在波發(fā)生器作用下的實際徑向變
光學精密工程 2021年4期2021-07-03
- 諧波齒輪傳動機構不同參數柔輪的裝配應力分析*
技術的研究中,對柔輪的變形及應力分布的探索通常是研究中的重點。我國的學者沈允文[1]對柔輪的位移及變形做了大量的研究,他在研究中采用光滑圓柱殼體對柔輪進行了應力分析。同時,為了減少計算成本,學者們對此采用了一些簡化。陽培等人[2]將齒圈等效成當量圓環(huán),建立了柔輪四分之一有限元模型,得到了柔輪在波發(fā)生器作用下的變形及應力分布情況。余飛鵬等[3]采用有限元軟件,分別對不同負載狀態(tài)下柔輪壁厚對其應力及變形的影響情況進行了仿真分析,得到了柔輪壁厚對其力學性能的影響
機電工程 2021年5期2021-05-24
- 基于包絡理論的諧波傳動共軛齒廓求解和嚙合分析
一。諧波減速器由柔輪、鋼輪和波發(fā)生器組成，其傳動主要依靠柔輪的可控的彈性變形來傳遞運動，通常以鋼輪固定，柔輪作為輸入，波發(fā)生器作為輸出來實現運動的傳遞。諧波傳動中，齒形齒廓是影響諧波減速器高精密度的主要因素，柔輪與鋼輪高性能的嚙合取決于其齒廓的良好設計。目前關于齒形的研究有圖解分析法[1]56-59、等速曲線法[1]61-63、冪級數法[1]63-68、改進運動學法[2]、包絡法[3]和速度瞬心法[4]。20世紀50年代由美國學者Musser發(fā)明的諧波減速
食品與機械 2021年4期2021-05-10
- 考慮軸向變形的諧波減速器柔輪中面位移計算*
在諧波減速器中，柔輪筒體受波發(fā)生器強迫變形后與剛輪進行嚙合傳動，隨著波發(fā)生器的旋轉，柔輪筒體上產生與旋轉周期相對應的交變應力。因此，相較于其他零件，柔輪極易遭到破壞，極大地影響到諧波減速器的性能。目前，柔輪的應力狀況受到了研究人員的廣泛關注。根據彈性力學知識，只需求得筒體的位移，則其應力也將迎刃而解。但由于柔輪變形的復雜性，柔輪筒體上各點的位移往往難以有較為準確的計算方法。李秋芳[3]用一對方向相反的徑向集中力代替波發(fā)生器進行了柔輪的變形力計算，這與實際的
機電工程 2021年3期2021-03-23
- 諧波減速器禮帽形柔輪應力應變分析與參數優(yōu)化*
尺寸的減小，使得柔輪所受的應力急劇上升。而諧波減速器主要失效形式就是柔輪的破壞，由于柔輪齒圈結構上的非線性以及柔輪變形上的非線性，所以一直以來也無法精確計算柔輪在波發(fā)生器作用下產生的應力［3］。隨著有限元技術的發(fā)展，許多學者借助有限元軟件總結了柔輪的應力應變規(guī)律。邢靜忠利用有限元技術發(fā)現了禮帽形柔輪相較于杯形柔輪，負載工況引起的等效應力增幅更?。?］。彭盼道利用有ANSYS Workbench和正交試驗法優(yōu)化了柔輪雙圓弧齒形的參數［5］。張世民利用ANSY
艦船電子工程 2021年2期2021-03-16
- 齒側間隙優(yōu)化的雙圓弧諧波齒輪傳動動力學分析*
主要由波發(fā)生器、柔輪和剛輪三部分組成，嚙合傳動主要通過柔輪的彈性變形來實現[1]，廣泛應用于航空、航天以及機器人等高端機械裝備[2-3]。文獻[4]對雙圓弧齒形進行了優(yōu)化設計，建立了目標函數，同時考慮約束條件和設計變量，通過編程求得最優(yōu)解。文獻[5]對諧波減速器柔輪進行仿真分析，同時考慮了多個尺寸柔輪參數，采取加權求和的方法得到單目標函數。文獻[6]對雙圓弧齒輪構建優(yōu)化模型，對齒廓參數進行優(yōu)化設計從而改善齒輪傳動性能。文獻[7]對諧波齒輪傳動中剛輪和柔輪的
西安工業(yè)大學學報 2021年6期2021-02-11
- 正前角雙圓弧諧波傳動柔輪滾刀設計與齒形誤差分析
應用[4-5]。柔輪齒廓的加工精度是影響諧波傳動嚙合性能的重要因素,但企業(yè)在保證柔輪精度的同時需要提升柔輪的生產效率,降低生產成本。同零前角滾刀相比,正前角滾刀切削齒輪時可以減小切屑的變形,進一步使得前刀面與切屑的摩擦減小,從而減少了切削力,降低了切削溫度,提高了表面光潔度以及加工生產率,增加了刀具使用壽命,降低了生產成本。但由于正前角雙圓弧諧波傳動柔輪滾刀(DFHP)與傳統(tǒng)漸開線滾刀存在明顯差異,兩者嚙合方式也不盡相同,因而有必要建立DFHP法向齒形與前
西安交通大學學報 2021年1期2021-02-01
- 諧波齒輪傳動柔輪的應力和疲勞強度分析*
動裝置，由剛輪，柔輪和波發(fā)生器3個主要元件組成。它通過柔輪周期性的彈性變形和剛輪與柔輪的齒間嚙合來傳遞運動和動力，具有體積小、傳動比大和傳動平穩(wěn)等優(yōu)點。柔輪作為諧波減速機的核心元件，其強度和壽命直接影響了整個諧波傳動的可靠性和耐久性[1]。在交變載荷作用下，柔輪極易發(fā)生疲勞斷裂[2]，嚴重影響了諧波傳動的精度和效率。因此，對柔輪的應力和疲勞強度分析有助于提高諧波減速機工作性能和使用壽命隨著計算機性能的提升和有限元方法的發(fā)展，有了許多關于柔輪應力和疲勞強度的
制造技術與機床 2021年1期2021-01-05
- 雙圓弧齒廓諧波齒輪傳動優(yōu)化設計方法*
傳動由波發(fā)生器、柔輪和剛輪構成，通過柔輪的彈性變形實現柔輪和剛輪嚙合的一種行星齒輪傳動形式[1]，具有高速、高效、大承載力和結構緊湊等優(yōu)點，廣泛應用于軍事領域、航空領域和機器人研究領域等需要高端機械裝備傳動裝置的特殊領域[2-3]。文獻[4]采用直線作為諧波齒輪齒廓，保證了定傳動比和一定的承載能力，但設計中沒有考慮到柔輪輪齒傳動中的法向變形，因而不能得到很好的傳動性能。由于漸開線齒廓研制較為簡單，從20世紀60年代起，漸開線齒形是目前發(fā)展最為成熟且應用最廣
西安工業(yè)大學學報 2020年5期2020-12-01
- 考慮柔輪杯體變形的諧波傳動空間共軛齒廓設計與分析
。在諧波傳動中，柔輪發(fā)生的彈性錐度變形具有空間特征，尤其是工業(yè)機器人所使用的短筒諧波減速器將具有更明顯的空間變形，因此，要獲得良好的嚙合特性，剛輪與柔輪需按空間共軛齒廓進行設計。目前的諧波傳動齒形設計多以平面共軛齒形代替空間齒廓，或者雖然進行了空間齒廓設計但采用了較多假設，這樣設計的齒形將會導致較多的嚙合干涉和尖點嚙合，從而產生不利于傳動的齒面磨損，因此，有必要基于柔輪空間錐度變形建立更精確的諧波傳動運動學模型，開展柔輪空間共軛齒廓設計研究。國內外學者對諧
中南大學學報（自然科學版） 2020年9期2020-10-31
- 基于諧波齒輪傳動的風閥執(zhí)行器傳動結構設計與靜力學分析
)選擇波發(fā)生器、柔輪和剛輪的結構型式和材料，并根據齒數、模數等完成各零部件結構設計.(4)進行理論計算，包括輪齒工作面的耐磨計算和柔輪的疲勞強度計算，若滿足要求，則進行下一步設計，否則返回步驟(2)重新選擇參數.(5)建立各零部件的三維模型并進行裝配.(6)在 ADAMS中建立柔性體的 MNF文件，建立剛柔耦合模型，進行運動學仿真.若滿足要求，進入下一步設計，否則返回步驟(5)重新建模裝配.(7)對傳動部件進行有限元分析.滿足要求，則進行加工，否則返回步驟
天津科技大學學報 2020年5期2020-10-21
- 諧波齒輪傳動中柔性軸承的力學分析
諧波減速器主要由柔輪、柔性軸承、波發(fā)生器和剛輪組成，如圖1所示，其傳動原理為：當橢圓波發(fā)生器裝入軸承后，由于軸承內圈和波發(fā)生器為過盈配合。波發(fā)生器使軸承內壁強制變形成橢圓，使軸承內壁和波發(fā)生器表面貼合。軸承內圈將變形傳遞給滾珠，波發(fā)生器強制內圈變形后，將滾珠頂到指定位置，滾珠分布曲線為內圈橢圓廓線的等距線，滾珠再將變形傳遞給外圈，強制變形使外滾道產生徑向位移和軸向位移。外圈將變形傳遞到柔輪上，實現齒圈嚙合。外圈因承受較大的波動變形而易發(fā)生破壞失效。圖1 諧
中國重型裝備 2020年3期2020-07-15
- 雙圓弧諧波傳動齒廓參數對柔輪應力影響
諧波齒輪傳動依靠柔輪的波動變形原理傳遞運動與動力，柔輪疲勞斷裂失效是諧波齒輪傳動裝置最主要的失效形式[1].因此，準確地分析柔輪應力和變形規(guī)律是諧波齒輪傳動的研究重點.目前，研究柔輪應力與變形的方法主要有實驗歸納法[2]、理論公式法[3]和有限元法(FEM)[4-5].實驗法直觀準確，但受成本、周期等客觀條件的限制，且無法獲取柔輪內部的應力應變情況.柔輪應力理論計算模型是建立在柱殼模型上，基于Kirchhoff-Love等假定與簡化來推導理論公式，并根據實
上海交通大學學報 2020年2期2020-03-09
- 考慮齒輪形變的諧波減速器齒廓優(yōu)化方法
運動過程中能保持柔輪與鋼輪輪齒持續(xù)接觸,使得同時嚙合的齒數增加,共軛區(qū)域增加,提高了承載能力以及扭轉剛度[5]。S型齒廓與雙圓弧齒廓比相對漸開線齒廓承載能力更高,傳動更加平穩(wěn),目前應用廣泛。與一般齒輪傳動不同,波發(fā)生器裝配進入柔輪后,柔輪會產生一定程度的彈性形變,形變后柔輪內表面與波發(fā)生器的外表面緊密貼合,由于在傳動過程中,柔輪齒圈每個位置的形變是動態(tài)變化的,這就可能導致輪齒產生嚙合干涉或者柔輪脫離嚙合[6]。為了計算簡便,將柔輪中性層的形變近似作為柔輪的
西安交通大學學報 2019年12期2019-12-21
- 諧波齒輪傳動雙圓弧齒形雙向共軛設計方法
齒廓的基礎上提出柔輪和剛輪雙圓弧基本齒廓設計方法[4]。目前國內所研究的雙圓弧齒形如圖1所示,其工作齒廓由兩段圓弧段構成,中間通過公切線段平滑連接。圖1 雙圓弧齒形及嚙合運動圖2 雙圓弧共軛齒廓(a)雙共軛(b)二次共軛(c)交叉圖3 共軛齒廓分布情況本文根據雙圓弧齒形的分段特點,提出了一種將柔輪和剛輪的齒形進行聯合共軛計算的雙向共軛設計方法,該方法解決了單向共軛法存在的剛輪凸圓弧段共軛齒廓不確定問題,同時減少所需的設計變量,為諧波齒輪傳動雙圓弧齒形設計提
西安交通大學學報 2019年8期2019-08-22
- 基于包絡仿真的諧波齒輪剛輪設計方法
)諧波齒輪是依靠柔輪的周期性彈性變形實現傳動的新型傳動機構，諧波齒輪具有結構緊湊、體積小、傳動精度高、傳動比大以及同時嚙合齒數多等特點，因而得到了廣泛應用和研究[1]。在機器人關節(jié)和伺服系統(tǒng)中，使用諧波齒輪減速器替換傳統(tǒng)齒輪減速器可以極大地提高定位精度和響應靈敏度[2-3]。諧波齒輪傳動機構主要由三個零件組成：波發(fā)生器、柔輪和剛輪。其中，波發(fā)生器根據工況的需要可以進行調整和互換，柔輪齒廓的求解是按照設計要求的齒形，分別計算齒廓參數得到的[4]。目前，諧波齒
陜西理工大學學報(自然科學版) 2019年3期2019-07-09
- 超短筒諧波齒輪柔輪變厚度杯底的結構最優(yōu)化設計
諧波齒輪傳動中，柔輪始終承受波發(fā)生器引起的裝配交變應力，同時負載狀態(tài)下柔輪筒體還要承受更高的負載應力，易引發(fā)柔輪疲勞破壞，故柔輪應力分析是諧波齒輪設計中的基礎關鍵性問題。針對波發(fā)生器作用下柔輪齒圈部位的應力和變形，求解方法主要有理論公式法[4]、實驗歸納法[5-6]和數值模擬仿真法[7-10]。伊萬諾夫[11]對諧波齒輪傳動進行了非常系統(tǒng)的理論研究，建立等效圓環(huán)理論計算裝配狀態(tài)下的柔輪變形和應力。通過實驗測量負載傳動的嚙合力，歸納出嚙合力分布的經驗公式。沈
天津工業(yè)大學學報 2019年3期2019-07-09
- 諧波齒輪減速器雙圓弧齒形的設計*
諧波傳動裝置中的柔輪結構進行設計，并且利用MATLAB軟件對與之嚙合的剛輪的齒形進行設計[4]。1 柔輪齒形設計以設計減速比為i=80，模數m=0.3，輸入轉矩為72 N·m的諧波減速器為例，求解諧波減速器的柔輪和剛輪齒形參數。由諧波減速器傳動比的公式可得，柔輪齒數為Z1=160，剛輪齒數為Z2=162。1.1 齒高和嚙合深度根據嚙合情況，柔輪理論齒高h=2m與標準漸開線圓柱齒輪相同，但其嚙合深度卻不同，其嚙合深度hd1為(1 . 2～1.3) m。柔輪與
機電工程技術 2018年11期2018-12-03
- 基于三維實體有限元模型的諧波齒輪裝配狀態(tài)應力分析
要想準確地對諧波柔輪的齒廓和齒根的應力狀態(tài)進行反映，需要提出以真實的齒廓信息為基礎的柔輪三維實體建模方法。本文主要以漸開線齒形作為主要分析對象，采用了APDL語言建立了一系列的實體模型。為了更加真實地反映在裝配狀態(tài)下的柔輪應力分布，將會構建柔輪的三維實體模型，如此求解柔輪應力。借此來對三維實體有限元模型的諧波齒輪裝配狀態(tài)應力分析做出一點貢獻?！娟P鍵詞】三維實體模型；諧波齒輪；柔輪；裝配狀態(tài)如今，很多研究者都使用有限元三維實體模型對諧波齒輪裝配狀態(tài)應力進行研
智富時代 2018年8期2018-09-28
- 諧波齒輪負載側隙和嚙合力分布規(guī)律研究
,齒間嚙合力既是柔輪強度計算的基礎,同時又對定位精度和動態(tài)穩(wěn)定性等嚙合性能有重要影響。隨著計算技術的發(fā)展,很多研究者通過建立等厚度殼體的柔輪有限元模型,計算了空載狀態(tài)下柔輪的結構應力和變形[5-6]。伊萬諾夫依據實驗數據,給出了齒間嚙合力分布的經驗公式[1]?；谠搰Ш狭Ψ植?董惠敏將柔輪簡化為沒有輪齒的等厚度殼體有限元模型,在柔輪中面上施加嚙合力,計算了傳動狀態(tài)下柔輪不同截面上的變形和應力[7],并基于動態(tài)嚙合仿真給出的嚙合力,提出了漸開線齒廓的優(yōu)化設計
西安交通大學學報 2018年7期2018-07-25
- 基于Isight和ABAQUS軟件的柔輪筒體應力與結構優(yōu)化
要求更高［1］。柔輪作為諧波傳動最重要的部件，其體積和強度直接決定著諧波傳動的工作情況［2］，因此進行柔輪應力和結構的優(yōu)化設計，對提高諧波傳動的性能有著重要意義。筆者通過ABAQUS軟件進行柔輪負載和空載狀態(tài)下的應力計算，然后運用Isight軟件對柔輪筒體應力和筒長進行優(yōu)化，以獲得既滿足強度要求，又能減小體積的最佳結構參數。2 柔輪筒體的應力計算2.1 有限元模型的建立一些對柔輪應力情況影響不大的結構參數可以相應簡化或者略去，如齒圈前后端處的倒角、前沿長度
機械制造 2018年11期2018-05-29
- 一種用于堅果專用開口設備的柔性壓緊輪的研制
位前區(qū)，系統(tǒng)控制柔輪驅動電機啟動，柔輪旋轉利用輪片自身的彈性和柔韌性捻壓待加工堅果送到加工工位，柔輪驅動電機停機；等完成開口工作后，系統(tǒng)控制柔輪驅動電機再次啟動，在將已加工堅果送走的同時送著柔輪的旋轉完成了下一工件的上料工作。此柔性壓緊輪機構的開發(fā)應用為形狀不規(guī)則堅果類的壓緊定位提供了高效、自動化、無污染連續(xù)生產提供可靠的技術支持，應用前景好。關鍵詞：堅果；開口；柔輪；夾緊中圖分類號：TH39文獻標志碼：A堅果類的營養(yǎng)價值及保健功效越來越受到人們認可和重視
科技風 2018年14期2018-05-14
- 基于Abaqus的諧波減速器柔輪運動學分析
肖科摘 要：柔輪是諧波減速器中容易發(fā)生失效的薄壁構件，為了研究柔輪在運動過程中的變形和應力變化特性，文章建立了諧波減速器的等效三維模型，運用Abaqus對柔輪進行了運動學分析，得到了柔輪在諧波減速器運動過程中的形狀變化和應力分布規(guī)律。研究發(fā)現：在凸輪轉動前，柔輪徑向變形比較平緩并且長軸和短軸變形方向相反，切向變形為零，凸輪轉動階段，徑向變形呈周期為0.5秒的周期變化。柔輪齒廓和杯底應力成鋸齒狀變化，應力在凸輪轉動階段呈周期為0.5秒的周期變化，最大應力
科技創(chuàng)新與應用 2018年12期2018-05-08
- 諧波齒輪的側隙規(guī)律研究與有限元模型仿真
鄧輝等[9]考慮柔輪筒體錐度變形進行了空間齒廓設計，并求解了空間齒廓的側隙分布。以上的研究雖有涉及側隙計算，但并未考慮柔輪齒根定位方式與柔輪中性層的位移情況對周向側隙(下文涉及周向側隙以柔輪齒頂點為計算點)的影響。關于諧波齒輪仿真模型，國內外已有多人進行過相關研究。董惠敏等[10]建立了諧波齒輪傳動中柔輪在空載和負載時板殼的有限元分析模型。劉文芝等[11]以杯形柔輪為例，建立了柔輪嚙合的仿真實體模型，用三維彈性接觸有限元法計算和分析了承載柔輪齒圈和筒體的應
中國機械工程 2018年6期2018-04-03
- 諧波齒輪傳動柔輪的設計
三個基本件組成：柔輪、剛輪及波發(fā)生器。柔輪是具有外齒圈的柔性薄壁零件，其內圈與柔性軸承的外圈相配合，一般安裝在減速器的輸出端；剛輪是具有內齒圈的剛性環(huán)狀零件，一般比柔輪多兩個齒，固定在減速器的機體上；波發(fā)生器，一般由凸輪與柔性軸承組成，作為諧波齒輪傳動的輸入端，柔性軸承內圈與凸輪固定，外圈則通過滾動體產生彈性變形而呈橢圓狀。諧波齒輪傳動通常作為減速器使用。在工作過程中，柔輪被迫產生彈性變形而呈橢圓狀，其長軸處柔輪的輪齒插入到剛輪的齒槽內，成為完全嚙合狀態(tài)；
機電信息 2018年3期2018-02-06
- 諧波減速器柔輪冷滾工藝及殘余應力數值模擬*
40)諧波減速器柔輪冷滾工藝及殘余應力數值模擬*吳上生 喻鐘鳴(華南理工大學 機械與汽車工程學院， 廣東 廣州 510640)針對柔輪工作性能的特殊要求，分析并優(yōu)化了傳統(tǒng)柔輪冷滾壓工藝模型，柔輪采用雙圓弧齒廓曲線模型；依據修正的Johnson-Cook本構模型建立柔輪冷滾壓成形有限元模型并加以驗證。仿真結果表明，采用該模型能得到清晰的雙圓弧齒形和較均勻的等效應變分布。文中還分析了不同工藝參數(進給速度、滾輪轉速及摩擦系數)對柔輪輪齒表面殘余應力的影響，結果
華南理工大學學報（自然科學版） 2017年2期2017-06-05
- 諧波傳動短筒柔輪齒形參數優(yōu)化設計
司）諧波傳動短筒柔輪齒形參數優(yōu)化設計彭盼道1吳上生1楊琪2（1.華南理工大學機械與汽車工程學院 2.東莞瑞柯電子科技股份有限公司）以公切線式雙圓弧齒廓作為短筒柔輪的齒形，基于ANSYS Workbench14.0有限元軟件試驗平臺，建立波發(fā)生器作用下的柔輪有限元接觸模型，并應用有限元方法求解柔輪所受應力；采用正交試驗方法設計齒形參數不同水平組合的試驗方案并進行有限元仿真試驗；運用極差分析法對正交試驗結果進行分析。仿真與分析結果表明：齒形參數的不同水平組合得
自動化與信息工程 2017年1期2017-05-12
- 杯形柔輪諧波傳動三維雙圓弧齒廓設計
0065)?杯形柔輪諧波傳動三維雙圓弧齒廓設計王家序1,2, 周祥祥1, 李俊陽1, 肖 科1, 周廣武2(1. 重慶大學 機電傳動與運載裝備研究所,重慶 400044; 2. 四川大學 空天科學與工程學院,四川 成都 610065)為了提高裝置的嚙合性能,以公切線式雙圓弧齒廓作為研究對象,基于柔輪裝配變形及改進運動學理論獲得單截面內的諧波傳動精確共軛理論,建立共軛齒廓優(yōu)化設計模型.考慮柔輪變形傾角的影響,采用合理調整柔輪輪齒徑向位置的方法設計滿足空間嚙合
浙江大學學報（工學版） 2016年4期2016-12-19
- 基于UG的諧波齒輪的有限元分析
限元分析功能對其柔輪及輸入軸進行了有限元分析，并給出了分析結果?！娟P鍵詞】諧波齒輪；有限元分析；柔輪引言諧波齒輪傳動是建立在彈性變形理論基礎上的一種新型傳動技術。因其傳動比較大﹑結構簡單緊湊﹑效率較高﹑承載力較高﹑通用性良好，因此應用廣泛。諧波齒輪傳動設計涉及到鋼輪、柔輪、波發(fā)生器等關鍵零件的設計，其中輸出軸、輸入軸及柔輪的設計質量至關重要，對這些零件進行有限元分析，則能保障重要零件的設計質量。1.UG建模UG軟件因具有統(tǒng)一的數據庫，采用復合建模技術，形象
大陸橋視野·下 2016年10期2016-12-16
- 基于三維實體有限元模型的諧波齒輪裝配狀態(tài)應力分析
為準確地反映諧波柔輪的齒廓及齒根的應力狀態(tài)，提出了基于真實齒廓信息的柔輪三維實體的建模方法.以漸開線齒形為例，利用APDL語言建立包括漸開線齒廓、齒厚和齒根倒圓等參數的實體模型.定義波發(fā)生器與柔輪筒內表面間接觸，求解獲得波發(fā)生器作用下的柔輪應力，與基于圓環(huán)理論的理論值比較分析；為更真實反映柔輪在裝配狀態(tài)下的應力分布，構建柔輪三維實體模型，求解柔輪應力.通過路徑定義，提取與理論計算截面相對應的中截面上的應力，與平面齒圈的有限元結果和理論值比較分析.研究發(fā)現：
天津工業(yè)大學學報 2016年5期2016-11-24
- 一種利用磁流體對柔輪進行磨齒的方法
針對諧波齒輪中的柔輪和剛輪這種多齒小模數齒輪，在成形磨齒法以及磁堆積研磨法的基礎上，提出了一種新的磨齒方法。關鍵詞：柔輪；磁流體；磨齒1 概述諧波齒輪傳動是五十年代中后期隨著空間技術的發(fā)展而產生的一種新型傳動技術，諧波齒輪傳動由剛輪、柔輪以及波發(fā)生器組成，基于其傳動比大、傳動精度高等優(yōu)點，廣泛地應用于各行各業(yè)中。要實現高精度諧波齒輪傳動，其柔輪和剛輪都要采用磨齒工藝。文章主要以柔輪為例提出了一種磨齒新方法，對提高諧波齒輪傳動的精度有著非常重要的意義。2 現
科技創(chuàng)新與應用 2016年6期2016-05-14
- 彈性波發(fā)生器作用下柔輪變形機理的研究
性波發(fā)生器作用下柔輪變形機理的研究郭 剛，鐘 ?。ㄉ钲诼殬I(yè)技術學院 機電工程學院，廣東 深圳 518055）利用非線性有限元方法對諧波齒輪傳動柔輪在彈性波發(fā)生器作用下變形與變形力進行了計算分析，得到：柔輪徑向變形量與徑向變形力的相關規(guī)律，柔輪初始變形力與柔輪形變基本成線性關系．計算結果與實驗結果對比顯示，兩者趨勢吻合．非線性有限元；諧波齒輪傳動；彈性波發(fā)生器諧波齒輪傳動技術是近年來發(fā)展起來的一種傳動技術，其特點是用柔性元件所產生的可控波動變形實現動力的傳遞
深圳職業(yè)技術學院學報 2015年3期2015-12-13
- 基于諧波傳動的動態(tài)轉向原理
構通常由剛輪1、柔輪2、波發(fā)生器H和機架等構件組成（圖1）。剛輪是一個剛性內齒圈，柔輪為一可控的、彈性變形的薄壁外齒圈，兩者齒距相同，齒數不同。波發(fā)生器由一個轉臂和幾個滾子組成。機械式波發(fā)生器一般制成橢圓形的凸輪。圖1 諧波傳動機構示意圖2 工作原理當波發(fā)生器H裝入柔輪2后，由于轉臂長度大于柔輪2內孔直徑，將柔輪撐為橢圓形。橢圓長軸兩端柔輪外齒與剛輪 1內齒相嚙合，短軸兩端兩者完全脫開。當波發(fā)生器轉動時，柔輪的齒逐一被推入剛輪的齒槽中進行嚙合。波發(fā)生器在柔
大眾科技 2015年4期2015-11-22
- 諧波齒輪傳動共軛齒廓求解方法的研究*
Abaqus求解柔輪的初變形，提取齒圈中截面中性層節(jié)點的徑向變形位移和切向變形位移，結合Matlab曲線擬合工具箱，以子項為正弦函數的多項式作為擬合函數，求取柔輪的變形函數。以此代替理論變形函數，完成柔輪單齒嚙入嚙出的運動仿真，對其運動軌跡的包絡曲線進行最小二乘擬合，得到剛輪齒廓曲線。結果表明：基于包絡理論，結合有限元法和運動仿真，對于求解共軛齒廓是可行的，為諧波齒輪傳動的設計提供了參考。有限元法；變形函數；運動仿真；包絡0 引言諧波齒輪傳動共軛齒廓的設計
組合機床與自動化加工技術 2015年2期2015-11-02
- 雙圓弧諧波齒輪設計及性能仿真
線齒形諧波齒輪，柔輪和剛輪只是近似共軛[1]，大多數齒均為邊緣嚙合或尖點嚙合，這種嚙合受力不均勻，輪齒容易磨損，而且載荷過大時容易造成齒與齒之間的干涉。而圓弧齒廓同時嚙合的齒數更多，運動精度更高，柔輪的疲勞強度也得到很大提高。1 諧波減速機結構形式[2]諧波減速機中柔輪的結構一般分為圓柱型和鐘形，本文主要分析圓柱形柔輪，軸連方式為凸緣外向的螺釘連接。波發(fā)生器結構眾多，本文采用標準橢圓凸輪波發(fā)生器，這種波發(fā)生器可以使柔輪與剛輪的嚙合達到理想狀態(tài)，運轉平穩(wěn)，精
制造業(yè)自動化 2015年12期2015-10-30
- 波發(fā)生器作用下柔輪變形機理的非線性有限元分析*
剛性的。為了實現柔輪與波發(fā)生器的輪齒間無側隙嚙合，近幾年一些專家學者提出了彈性波發(fā)生器的概念［1］，這種波發(fā)生器的優(yōu)點在于通過調整波發(fā)生器變形力可改變柔輪徑向變形量，從而實現上述目的。若要實現無側隙嚙合，需研究柔輪的變形與波發(fā)生器變形力間的關系，及相應的柔輪的形變、應力和應變分布規(guī)律，以利用其指導諧波齒輪的設計。為此筆者利用MSC.Patran建立了分析諧波齒輪傳動柔輪變形的非線性接觸有限元計算模型，詳細的分析柔輪在彈性波發(fā)生器接觸作用下的變形過程和機理。
機械研究與應用 2015年2期2015-06-11
- 諧波力矩測量技術分析和優(yōu)化設計
缺陷，考慮到諧波柔輪本身的彈性特性，研究人員提出了諧波測力技術(也稱為諧波內置力矩傳感器技術)，該技術不需要在諧波傳動和負載之間增加新的機械構件，而是將可變形的柔輪當作力矩傳感器的彈性體部分，通過測量柔輪形變得到諧波輸出力矩值［10］，從而達到節(jié)省關節(jié)空間和降低關節(jié)質量的目的，因而更適合太空應用。由于柔輪除了受負載影響產生形變之外，還在波發(fā)生器的作用下產生依賴于其轉動位置的形變，這給從測得的柔輪形變信號中提取負載力矩帶來很大干擾。因此諧波測力技術的研究重點
宇航學報 2015年8期2015-01-25
- 基于Pro/E和LS-DYNA的諧波齒輪動力學仿真分析
模,將建好的杯形柔輪與剛輪剛柔耦合模型導入到ANSYS有限元軟件中,進行諧波齒輪的動態(tài)有限元接觸分析,得出柔輪在運動循環(huán)內的不同時刻,杯形柔輪整體受到的應力、變形分布規(guī)律。研究表明,利用Pro/E和ANSYS/LS-DYNA動力學軟件相結合,能夠準確對杯形柔輪進行動力學仿真計算,使得仿真結果更加貼近實際,為諧波齒輪的可靠性設計提供了基礎。諧波齒輪 柔輪 顯示動力 接觸分析 應力應變1 引言諧波齒輪傳動是一種靠柔輪的彈性變形來實現運動和動力傳遞的新型傳動裝置
中國科技縱橫 2014年20期2014-12-11
- 液力式諧波減速器柔輪液動力仿真研究
液力式諧波減速器柔輪液動力仿真研究李國康，公 濤，呂小喬(沈陽理工大學 機械工程學院，遼寧 沈陽 110159)在闡述液力式諧波減速器結構及工作原理的基礎上，利用Solidworks、ANSYS軟件建立柔輪在液動力作用下的仿真模型并進行仿真研究，得到液動力與柔輪徑向變形之間的關系曲線和最佳液動力數值。研究結果表明，液力式波發(fā)生器可有效應用于諧波減速器中。諧波減速器；柔輪；液動力諧波減速器關鍵的三大部件是柔輪、剛輪和波發(fā)生器。波發(fā)生器作為主動件帶動柔輪并使其
沈陽理工大學學報 2014年5期2014-09-14
- 諧波傳動中混合材料柔性齒輪的性能分析
制成新型混合材料柔輪，采用有限元法對其性能進行了數值分析。首先在合理的假設條件下建立了混合材料柔輪的有限元模型，然后對柔輪與波發(fā)生器之間的接觸區(qū)進行了非線性分析；最后通過計算比較了不同材料、不同纖維配角情況下四個關鍵截面處的最大應力值，并對柔輪自由振動特性進行了分析，獲得了柔輪的各階振型及振動頻率。結果表明這種新型混合材料柔輪在危險截面的最大應力較傳統(tǒng)的鋼制柔輪有所降低，而自由振動頻率有所提高，為生產設計高性能柔輪提供參考。諧波傳動；柔輪；復合材料0 引言
組合機床與自動化加工技術 2014年6期2014-07-18
- 諧波傳動中不同材料柔性齒輪的有限元分析
輪的主要構件之一柔輪是一個薄壁殼體，在工作中承受交變應力的作用，容易發(fā)生疲勞破壞，對諧波齒輪的傳動精度和使用壽命都有很大的影響，如何提高柔輪的性能直接影響著諧波齒輪的質量，該問題引起很多學者的興趣。高海波等［5］研究了柔輪的結構參數對應力的敏感度影響，建立了杯型諧波柔輪的參數化等效接觸模型;鄧聰［6］建立了柔輪疲勞強度計算的數學模型，獲得了柔輪各結構參數對疲勞強度系數的靈敏度;鄧娟等［7］通過對杯型柔輪的應力分析，得到了柔輪厚徑比和筒體長度對柔輪應力的影響
組合機床與自動化加工技術 2014年3期2014-06-29
- 諧波齒輪傳動柔輪的變形分析*
是通過撓性構件(柔輪)的彈性變形來實現運動和動力的傳遞，工作過程中，柔輪上各點的徑向變形量是不斷變化的，因而其主要失效形式是柔輪的疲勞破壞，特別在承載扭矩較大的場合，經常出現因柔輪的徑向變形量過大而導致柔輪過早發(fā)生疲勞損壞。為了提高柔輪與剛輪的嚙合性能、延長諧波齒輪傳動裝置的使用壽命，很有必要對易損件——柔輪的變形情況進行分析。近年來，有人提出了彈性波發(fā)生器的概念，這種波發(fā)生器的優(yōu)點在于通過調整變形力改變柔輪徑向變形量，使柔輪與剛輪的輪齒實現無側隙嚙合［3
制造技術與機床 2013年3期2013-09-26
- 基于Pro/E的諧波齒輪圓柱形柔輪建模
優(yōu)點[1,2]。柔輪的疲勞斷裂是諧波齒輪傳動最常見的主要失效形式[3]。柔輪是有多齒數齒圈的圓柱殼體構件，其建模的準確性直接影響柔輪的力學分析。1 圓柱形柔輪的結構柔輪的結構形式主要有圓柱形和鐘形兩種，常用的是圓柱形柔輪，見圖1。圖1 圓柱形柔輪的結構簡圖ANSYS中不能建立曲線方程，Pro/E軟件很方便建立曲線方程，再用其參數化設計能簡單靈活地修改設計參數，因此，選擇Pro/E建模。具體參數見表1。表1 柔輪三維建模參數2 Pr o/E實體建模建立柔輪的
機械管理開發(fā) 2013年1期2013-06-25
- 諧波齒輪傳動側隙計算探討*
數學模型2.1 柔輪變形理論的前提假設在不涉及柔輪畸變的基礎上，考慮諧波齒輪傳動的實際工作特性，作出如下假定［1］:①在傳動工作過程中，柔輪的中線長度不變;②柔輪在工作過程中，柔輪輪齒形狀不變，只有齒槽中部發(fā)生變形;③柔輪變形時平剖面的假定依然適用，因而輪齒的對稱縱剖面在變形后仍然為平面，且垂直于柔輪中面的變形曲面;④在變形力和嚙合力作用下，柔輪中線的彈性變形狀態(tài)穩(wěn)定不變;⑤法線不變性假設;⑥關于各層不相擠壓的假設。2.2 建立柔輪與剛輪作共軛運動時各轉角
機械研究與應用 2013年2期2013-06-16
- 基于少齒差齒輪傳動的螺桿泵驅動系統(tǒng)設計
，波發(fā)生器從動，柔輪固定?！娟P鍵詞】諧波齒輪傳動；螺桿泵；增速；柔輪0.前言目前，世界蘊藏有巨大的稠油資源，據有關專家估計比常規(guī)原油資源高數倍至十余倍，具有替代常規(guī)石油能源的戰(zhàn)略地位。稠油資源分布廣泛，幾乎所有產油國都有發(fā)現。據調研資料，世界上稠油資源豐富的國家有加拿大、委內瑞拉、美國、前蘇聯等，其稠油資源約為4000～6000x108m3（含預測資源量）[1]。中國大部分含油氣盆地稠油多于常規(guī)油，有共存和有規(guī)律過渡分布的規(guī)律，稠油資源非常豐富，約占總石油
科技致富向導 2013年8期2013-05-30
- 基于有限元法的諧波齒輪剛輪設計
動過程中，剛輪與柔輪之間的傳動是建立在彈性變形基礎上的，屬于非線性范疇[1][2]，傳動過程比較復雜，由于干涉的存在，兩輪齒在嚙合過程中會產生大量的熱，嚴重影響諧波齒輪的壽命及傳動的穩(wěn)定性，因此分析諧波齒輪在傳動過程中的干涉情況是研究諧波齒輪的首要環(huán)節(jié)。然而柔輪輪齒在彈性變形下進行嚙合，通過數學方法研究非常復雜，所以，需要通過計算機仿真來分析諧波齒輪嚙合，從而改善其嚙合情況[3]。通常研究干涉是從齒形方面進行改良，本文應用有限元法模擬了波發(fā)生器與柔輪的靜態(tài)
科技傳播 2012年9期2012-07-06
- 機電集成電磁式諧波摩擦傳動柔輪的受力與變形分析
磁式諧波摩擦傳動柔輪的受力與變形分析任玉波1許立忠1梁永麗1，21.燕山大學，秦皇島，066004 2.里仁學院，秦皇島，066004針對電磁式諧波摩擦傳動柔輪在磁場中發(fā)生變形，使氣隙隨時改變這一現象，引入氣隙函數的概念，并根據薄殼彈性變形理論，將傳動的柔輪簡化為圓柱殼體，建立了在電磁場力作用下柔輪的靜力分析模型。該方法由于考慮了柔輪的變形導致的磁密的變化，能夠更確切地描述電機徑向電磁力的特性及柔輪的受力與變形規(guī)律，為電磁式諧波電機的設計及強度校核提供了更
中國機械工程 2011年10期2011-01-29