端面谐波齿轮传动啮合性能的分析

端面谐波齿轮传动较径向谐波齿轮传动有不同的特点,它是在轴向变形力的作用下迫使端面齿柔轮变形使其与端面齿刚轮啮合并产生相对运动。对端面谐波齿轮传动来说,啮入深度、齿侧间隙等是分析和评价其啮合性能的质量指标,而齿形角、柔轮的变形规律和变形量的大小,又是影响啮入深度和齿侧间隙的主要因素。为此本文利用已建立的啮合分析计算方法,通过计算机绘出的图形,着重分析齿形角、最大变形量等对啮入深度和齿侧间隙的影响,并从中获得了一些有实用价值的结论,从而为端面谐波齿轮传动选取合理的啮合参数和结构参数提供了依据。     

圆柱齿轮型端面谐波齿轮传动的研究

本文提出了一种新型的由普通圆柱直齿轮组成的端面谐波齿轮传动。给出了柔轮的原始曲面方程、柔轮和刚轮的齿廓曲面方程。讨论了该种传动的参数选择和啮合分析方法。计算结果和分析证明了这种端面谐波齿轮传动的工程实用价值,并可进一步推广使用。     

谐波齿轮齿啮花键输出的啮合几何参数的选择

本文以谐波齿轮传动原理为依据,利用控制刚、柔轮两齿廓间的间隙量的方法,对渐开线齿啮花键输出的啮合几何参数进行拟合,实现较佳的选择。并以实例阐明其方法与计算。全文共分三个问题:齿啮端的几何特征曲线和齿啮端花键副应满足的条件以及齿啮端的刚轮啮合几何参数的确定。     

谐波齿轮传动柔轮和刚轮渐开线齿廓间隙的数学模型研究

分析了谐波齿轮传动柔轮和刚轮渐开线齿廓的性质和方程,通过建立柔轮和刚轮渐开线齿廓间隙的数学模型,得出了柔轮和刚轮齿廓的间隙方程,为进一步研究无侧隙谐波齿轮传动及其变位系数提供了依据.     

关于端面谐波齿轮传动强度问题的研究

本文在端面谐波齿轮传动啮合分析和平面柔轮变形分析的基础上,对齿面的耐磨计算和平面柔轮的疲劳强度计算进行了详细的讨论,得出了供工程设计用的简便的计算公式。特别是,平面柔轮的应力分析在国内尚属首次。分析结果证明,本文所提出的计算方法能与实验结果很好地符合。     

双圆弧谐波齿轮传动基本齿形的研究

在研究圆弧齿廓谐波齿轮传动啮合原理的基础上,提出了双圆弧谐波齿轮传动柔轮和刚轮基本齿廓设计方法。通过三维CAD设计软件SolidWorks查看柔轮和刚轮的配合情况,并用有限元法研究柔轮齿形的位移变形,模拟波发生器下柔轮的弹性变形过程,通过仿真结果验证柔轮齿形设计的合理性。     

谐波齿轮传动啮合过程的实验研究——连续摄影法

谐波齿轮传动是由于发生器和柔轮的相对运动,迫使柔轮产生谐波变形,因而柔轮和刚轮的齿发生相对位移。在发生器的长轴区,柔轮和刚轮的齿进行啮合;在发生器的短轴区,则啮合逐渐脱开,随着发生器和柔轮的相对运动,啮合区也随之转移,从而达到传动的目的。     

谐波齿轮传动柔轮应力解析的计算模型

以柔性轴承波发生器杯型柔轮谐波齿轮传动为对象，研究了谐波齿轮传动强度分析中，最为关键的波发生器外圈内圈与滚球的接触、外圈与柔轮通过油膜层的接触以及刚轮与柔轮通过齿与齿的啮合直接接触等3个接触问题，分别推导和建立了这些接触问题的力学和有限元法数值计算模型。     

精密谐波齿轮柔轮扭转刚度测试与分析

为进一步检验精密谐波齿轮的柔轮对其整体输出扭转刚度的影响,设计了一套谐波齿轮柔轮扭转刚度测试系统。谐波齿轮柔轮扣在模拟波发生器上,用外卡具夹紧固定柔轮外齿,使其处于工作变形状态,采用双向力偶的形式通过力矩盘在其输出端施加双向渐变力矩,利用光学自准直仪精确测量柔轮转动的角度,从而计算出被测柔轮的扭转刚度。完成了某精密谐波齿轮柔轮的扭转刚度测量,测试结果表明被测柔轮扭转刚度高达27 000 N°m/rad,不是谐波齿轮整体输出刚度不足的薄弱环节。     

按转化啮合再现法设计加工谐波传动柔轮

本文所探讨的“转化啮合再现法”其要点为（１）使柔轮处与刚轮空噪啮合时相同的变形条件下进行范成加工；（２）加工装置中的波发生器固定不动，切齿刀具与刚累存在着对 应关系；（３）按柔轮的当量齿轮法进行设计计算，将当量齿轮的分度圆取在柔轮中线上，并使该对啮轮假想的节圆与分度圆重合，按上述原理设计加工的谐波传动齿轮副能够符合齿廓啮合基本定理，柔轮轮齿加工装置结构简单，生产率高。     

圆弧齿廓谐波齿轮传动齿形设计中的几个问题

谐波齿轮传动采用圆弧齿廓后,可以改善柔轮齿根的应力状况和传动的啮合质量,提高承载能力和扭转刚度。本文首先计算出柔轮采用圆弧齿廓时,刚轮与之共轭的理论齿廓,通过用拟合圆弧对其进行逼近,得到拟合误差的变化规律;最后指出在开发双圆弧齿廓谐波齿轮传动时,应首先合理确定波发生器形式和柔轮径向变形量系数。     

谐波齿轮传动的啮合干涉验算

论述了谐波传动的特点和柔轮与刚轮啮出(啮入)瞬时齿顶干涉的条件,推导了干涉条件中各参数的近似计算和确定方法,介绍了一种动力型谐波传动啮合干涉的验算方法。     

四齿差谐波齿轮传动的精度特征

根据谐波齿轮传动的运动特点, 提出了计算谐波齿轮传动理论啮合弧长的干涉控制模型;对双波四齿差和二齿差谐波齿轮传动的理论啮合弧长和可能同时啮合的齿对数进行了分析比较;得出在分度圆直径、传动比、柔轮径向变形量、柔轮齿圈壁厚、加工精度相同的条件下, 双波四齿差传动的传动精度比二齿差传动高百分之十以上的结论。     

用B矩阵法建立谐波齿轮啮合基本方程

利用文献［１］提出的建立啮合方程的Ｂ矩阵法，建立了谐波齿轮传动的理论啮合方程，求出了任意变形形状时谐波齿轮传动Ｂ矩阵的一般形式。设计者只须给出齿形方程及其法线方程，而无须在改变齿形时重新计算啮合点的相对速度（对应包络法中的各个偏导数）。计算了具有余弦凸轮波发生器的谐波齿轮传动中，与渐开线柔轮齿廓共轭的刚轮齿廓及形成共轭的发生器转角区间。得出在这种变形形状下，在柔轮齿的啮入侧或啮出侧分别有两个共轭区间，在发生器转角为±３９°附近的第二条共轭曲线是由柔轮的内齿廓包络形成     

柔轮齿圈应力的有限元分析

建立了谐波齿轮传动柔轮齿根应力的有限元分析模型 ,比较了具有相同传动比、分度圆直径和柔轮壁厚 ,但齿差系数 kz 分别为 1和 2的谐波齿轮传动情况下柔轮齿圈的应力状况。由于刚度不连续现象的减弱 ,kz=2的谐波齿轮传动中柔轮变形形状更接近于理论值 ,它改善了传动的啮合质量 ,降低了动载荷 ;柔轮所需的变形力降低到原来的 75 % ,因此波发生器与柔性轴承及柔轮环节的磨损减弱 ,提高了传动效率 ;柔轮齿根最大应力值之比的有限元分析结果与考虑轮齿影响系数 kt的理论估算比较接近     

双圆弧谐波齿轮设计及性能仿真

基于渐开线谐波齿轮的设计经验,根据圆弧齿廓谐波齿轮啮合原理,设计双圆弧齿形谐波齿轮。使用三维软件UG对其进行建模和装配,分析双圆弧谐波齿轮传动的啮合性能,通过有限元分析软件ANSYS,对波发生器装入后的柔轮进行仿真分析,查看柔轮的应力分布状况,验证柔轮变形量及预测其危险断面。     

谐波减速器中双圆弧柔轮的齿形修形及试验研究

针对实际工况中,谐波减速器双圆弧柔轮在啮合传动过程中存在齿轮干涉问题,基于柔轮与刚轮齿面接触分析的有限元法,对柔轮轮齿采用两段螺旋线修形方法进行修形,然后对样机进行了综合性能测试。结果表明,修形后的柔轮对刚轮齿面接触应力最大为72 MPa,相比修形前减小了368 MPa,且修形后的柔轮其他位置的齿面接触应力略高于修形前,不仅有效避免了齿轮干涉问题,还提高了谐波减速器的啮合传动性能;样机的对比测试也验证了柔轮修形后的谐波减速器各项传动性能均优于修形前。该项研究为谐波减速器系统的动态特性和啮合特性分析提供了有益参考。     

基于包络精确算法的渐开线齿廓谐波齿轮侧隙计算

啮合侧隙大小是影响谐波齿轮传动工作性能的重要指标之一。为了更准确计算渐开线谐波齿轮的侧隙,应用基于柔轮装配变形的共轭精确算法确定变形后柔轮齿的位置,计算渐开线齿廓柔轮的共轭齿廓,用曲线拟合的方法获得刚轮渐开线齿廓的变位系数,并进行侧隙计算。侧隙计算结果发现:渐开线齿廓谐波齿轮的最小侧隙出现在柔轮齿顶或刚轮齿顶。在柔轮最大变形左侧,最小侧隙出现在刚轮齿顶处,而在右侧则出现在柔轮齿顶处。     

基于遗传算法的双圆弧谐波齿轮的优化与分析

双圆弧谐波齿轮传动过程中产生的"双共轭"现象对谐波传动的承载能力有重要影响,为此,提出了一种基于遗传算法的针对谐波齿轮啮合时的"双共轭"区间的优化方法.首先,运用包络法求解柔轮的理论共轭齿廓;然后,以两段共轭齿廓的贴合程度为目标,建立了一种基于遗传算法的双圆弧谐波齿轮参数优化模型.使用此模型对柔轮参数进行优化设计,结果发现,该优化方法能对较多的参数进行优化且可以减少计算时间.对优化后的参数进行单参数敏感度分析,发现目标函数对凸齿圆弧半径、凹齿圆弧半径及齿厚比的敏感度低.因此,可以通过适当放宽低敏感度参数和控制高敏感度参数尺寸误差的方式来控制柔轮制造的精度并增加双圆弧谐波齿轮啮合时的"双共轭"区间.     

基于ANSYS的谐波齿轮圆柱形柔轮模态分析

谐波齿轮传动的主要失效形式是柔轮的疲劳断裂,谐波齿轮传动柔轮的强度问题一直是谐波齿轮设计者的一个课题。采用基于接触问题的有限元法建立数值模型并进行模态分析,得到柔轮的前10阶固有频率。通过分析柔轮的固有频率范围,为谐波齿轮的改进提供参考。