谐波减速器柔轮疲劳寿命及其力学性能分析

柔轮作为谐波减速器中最薄弱的环节之一,一直是谐波减速器可靠性研究中备受关注的对象.以CSG-32-80型谐波减速器为对象,利用Ansys Workbench对其柔轮进行了瞬态分析,得出了柔轮应力、应变的分布情况;将有限元分析结果导入Ncode Designlife疲劳分析模块,结合柔轮材料的S-N应力—寿命曲线,得出了...     

谐波减速器柔轮摩擦磨损及失效机理研究进展

谐波减速器柔轮磨损是其传动性能退化的主要原因,柔轮磨损失效机理的研究可为谐波减速器的设计制造提供借鉴。通过国内外谐波减速器在空间润滑和失效机理两方面研究进展的介绍,对比不同润滑方式的研究成果,提出谐波减速器柔轮磨损失效机理研究方面存在的问题,及今后其摩擦磨损机理的研究方向。     

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。     

工程塑料柔轮小传动比谐波齿轮传动的试验研究

本文分析了小传动比谐波齿轮传动的实现方法,对工程塑料柔轮小传动比谐波齿轮传动进行了承载能力和传动效率的试验研究。试验结果表明:用工程塑料制造柔轮是实现小传动比谐波齿轮传动的一条有效途径;工程塑料柔轮小传动比谐波齿轮传动减速器与三级圆柱齿轮减速器、蜗杆减速器相比较,具有体积小,重量轻,制造成本低的优点。     

谐波减速器传动机构的动态仿真研究

为了研究谐波减速器在实际工作状态下的变形情况,利用Adams对模型进行动态仿真.谐波减速器齿轮均采用双圆弧齿形,因此首先对齿形进行设计,并通过solidworks建立谐波传动装置各零部件的模型.然后在AnsysWorkbench中对柔轮进行静力学分析,查看柔轮的应力分布以及变形情况.最后利用Adams建立谐波减速器的刚柔混合模型,实现柔轮和刚轮的动态仿真.通过仿真分析可以看到谐波减速器的传动过程比较平稳,柔轮与刚轮轮齿之间的啮合情况良好,因此可以说明减速器的传动机构设计合理.     

齿条近似法齿廓谐波减速器柔轮静力学分析

以齿条近似法齿廓谐波减速器为研究对象,综合定性分析柔轮结构参数对谐波减速器的静力学影响,建立谐波减速器静力学有限元分析模型,分别从单因素和多因素正交实验方法研究谐波减速器柔轮静力学特性。结果表明:柔轮应力随齿圈宽度和筒长增加而降低,随壁厚和杯底倒角半径增加而增大;影响谐波减速器扭转刚度的结构参数从主到次分别是柔轮壁厚、筒长、杯底倒角、齿宽;而影响柔轮应力的结构参数从主到次分别是筒长、齿宽、柔轮壁厚、杯底倒角。可为齿条近似法齿廓谐波减速器的优化设计提供理论依据和指导。     

基于修正P-S-N曲线的柔轮寿命预测

通过Hypermesh划分网格并使用Abaqus完成对谐波减速器的瞬态分析.基于瞬态分析结果,确定了柔轮危险点的位置,提出了一种提取并合成柔轮危险点应力谱的方法.通过对应力谱进行雨流计数,组合修正P-S-N曲线与Miner疲劳损伤累计理论,预测了谐波减速器柔轮的寿命.预测结果与国内谐波减速器的产品的寿命相近.该研究工作为谐波减速器柔轮疲劳性能定量评估提供了参考依据.     

双圆弧柔轮结构参数对柔轮应力的影响分析

为了优化双圆弧谐波减速器中的柔轮结构,使用SoildWorks软件建立双圆弧齿廓的柔轮三维模型,利用有限元法模拟在装配条件下波发生器对柔轮的变形并建立了接触模型。针对柔轮轮齿上倒角的角度和薄壁圆筒壁厚等结构参数进行了优化,通过ANSYS Workbench对比分析了柔轮在空载和负载情况下,柔轮轮齿上最大等效应力和薄壁圆筒最大等效应力随柔轮结构参数的变化规律。研究为优化谐波减速器中柔轮的结构设计提供了依据,为空载和负载时柔轮的受力分布情况提供了参考。     

谐波减速器柔轮结构改善与分析

柔轮是谐波减速器中最核心的部分,也是容易发生失效的部分。以某型号谐波减速器的柔轮作为研究对象,对其结构做了大幅度的改变,在SolidWorks中建立柔轮的三维模型,然后转换格式导入Workbench中进行有限元分析,对比了工作状态下两种模型的等效应力。分析结果显示,新结构柔轮的长径比得到大大缩小,且最大应力发生位置移动且大幅下降。对新结构柔轮进行关键参数的分析对比,得到此柔轮整体结构的改善。     

谐波减速器中柔轮结构屈曲有限元分析

利用ANSYS中特征值屈曲分析功能,分析谐波减速器中柔轮扭转失稳问题。对两种柔轮结构,分别改变柔轮结构参数,研究每种结构参数下柔轮的临界失稳转矩。研究表明,计算得到的柔轮扭转失稳模态与实际失稳形态基本一致,计算结果与工程有可比性。因此,柔轮扭转失稳校核在谐波减速器强度设计中有参考价值。     

基于ANSYS的谐波齿轮减速器疲劳寿命仿真分析

谐波齿轮减速器是一种新型机械传动机构,其寿命评估越来越受到人们的重视。谐波齿轮减速器的最主要的故障模式是柔轮的疲劳断裂,故该文采用三维实体建模和有限元分析的方法,首先对柔轮进行实体建模,分析其受力情况,并根据相关的理论对实体模型进行简化,在ANSYS软件中利用有限元方法进行静力结构分析,并在此基础上引入疲劳分析模块进行疲劳寿命估计。计算结果表明该方法能够对谐波齿轮减速器进行较为有效的寿命估计。     

基于UG二次开发的谐波减速器的参数化设计

传统的谐波减速器的三维零件设计复杂,利用UG的二次开发可以提高UG的设计效率,缩短产品的设计周期.通过VC++编写优化算法程序,得到谐波齿轮减速器主要构件的三维参数数据.综合利用VC++和UG二次开发工具集,编写接口函数,实现谐波齿轮减速器的参数化设计,分别建立零件ACCESS数据库进行综合管理.并以减速器中最重要的构件柔轮的设计为例,说明UG二次开发的流程.     

考虑磨损与变形的谐波齿轮精度可靠性分析与优化设计

针对谐波齿轮减速器中存在的磨损和变形因素导致减速器传动精度低、可靠性差等问题,建立考虑磨损与变形的谐波齿轮减速器传动误差模型,并进行精度可靠性分析与优化设计.通过分析传动误差的影响因素建立了传动误差模型;基于磨损经验模型和试验数据,应用贝叶斯修正方法建立动态磨损模型,同时根据试验数据和高斯过程回归建立柔轮变形模型;综合...     

谐波齿轮传动柔轮有限元力学分析及结构参数改进

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.本文在分析现有的柔轮强度研究方法的基础上,提出了基于接触问题的有限元法,建立数值模型并进行分析,其分析结果与已有的分析结果相符.在此基础上, 结合理论分析改变柔轮的结构参数,采用基于接触边界的有限元分析法,得到一组使得柔轮质量轻、强度高的结构参数.     

基于ANSYS的谐波减速器杯型柔轮应力分析与参数优化

谐波齿轮的主要失效形式是柔轮的破坏,所以对柔轮的强度研究是谐波齿轮传动的重要课题。本文通过对柔轮应力的理论分析,得出柔轮厚径比和筒体长度是柔轮强度的主要影响因数。进而结合实例在Pro/E中建立包含轮齿的柔轮的精确三维实体模型,导入到ANSYS中进行应力分析,得到柔轮厚径比和筒体长度对柔轮应力的影响规律,然后在此基础上对柔轮的参数进行了改进。最后利用Matlab按最小二乘原理对得到的试验数据进行曲线拟合,证明了理论计算的正确性。     

谐波齿轮传动中柔轮初始变形力研究

从谐波齿轮传动的原理和特点出发,分析短筒谐波齿轮传动中短筒柔轮的变形力和应力急剧增加的问题.用有限元法计算分析柔轮的受力变形情况,分析柔轮各几何参数对初始变形力的影响,得出柔轮壁厚和长径比是初始变形力主要影响因素的结论.最后对柔轮壁厚与长径比对初始变形力的影响关系进行回归分析.     

考虑谐波传动滞后的柔性空间机械臂运动精度

空间机械臂是完成释放、回收卫星以及空间站在轨装配、维修等多种任务的航天器重要维护工具,其末端执行器运动轨迹的精度优劣直接关系到航天工作任务的成败。现有空间机械臂多采用谐波传动作为减速机构,该减速机构会产生运动滞后效应。结合谐波减速器传动滞后模型,基于Rayleigh-Ritz 法给出考虑臂杆柔性与谐波传动运动滞后的动力学方程。提出描述输出误差的精度指标,研究臂杆刚度与滞后相位角对输出精度特性的影响,得到了对空间机械臂工程设计有一定参考意义的结果。     

空间润滑谐波减速器传动性能正交试验分析

选用XB1-60-150型谐波减速器,采用多因素正交设计法开展了谐波减速器热真空循环试验,选择传动效率作为传动性能的评价指标,考察环境温度、负载、润滑方式和工作时间等因素对谐波减速器传动性能的影响敏感性;研究额定载荷条件下固体润滑和脂润滑谐波减速器在宽温度范围内的传动性能,探讨传动效率与环境温度、工作时间的关系;在波发生器运行总次数1.5×105r后,利用光学显微镜观察了试验后谐波减速器柔轮工作面状态。结果表明,温度是影响空间润滑谐波减速器传动性能的重要因素,润滑和负载影响次之,时间最小;在–40～60℃温度范围内,脂润滑谐波减速器表现出较高的传动效率,固体润滑谐波减速器则表现出较稳定的传动性能;试验后两种润滑状态谐波减速器在柔轮齿面和内壁处均呈现明显的滑动磨痕现象。     

谐波传动柔轮扭转刚度的研究

推导出柔轮单齿刚度的计算公式,利用ABAQUS进行柔轮扭转的运动学建模与仿真分析,仿真结果与计算所得的柔轮扭转刚度相符.通过分析柔轮整体刚度系数计算公式中的参数,确定其对柔轮刚度的影响.研究结果为高刚度谐波齿轮的设计提供了有效依据.