內(nèi)嚙輸出環(huán)形重載精密諧波傳動(dòng)承載與失效的研究.pdf

1、在航天特殊工況下，要求伺服傳動(dòng)系統(tǒng)具有小型化、輕量化、承載能力極大化的特點(diǎn)，普通商業(yè)化的產(chǎn)品難以滿足指標(biāo)要求，傳統(tǒng)的諧波傳動(dòng)設(shè)計(jì)都是基于假設(shè)性力學(xué)模型和經(jīng)驗(yàn)公式，尤其對于重載精密諧波傳動(dòng)的設(shè)計(jì)尚缺乏理論支撐和試驗(yàn)驗(yàn)證。本文以內(nèi)嚙輸出重載環(huán)形諧波齒輪為研究對象，充分考慮航天工況的特殊性，重點(diǎn)對其力學(xué)性能、承載能力及失效進(jìn)行了理論研究，旨在為設(shè)計(jì)滿足航天需求的新產(chǎn)品提供必要的理論依據(jù)。
　　 文中首先在以往研究和航天工況下諧波傳動(dòng)承

2、載特性基礎(chǔ)上，分析得出諧波傳動(dòng)中薄弱環(huán)節(jié)柔輪的應(yīng)力與變形直接影響系統(tǒng)的承載能力。應(yīng)用一般設(shè)計(jì)理論對柔輪進(jìn)行設(shè)計(jì)，借助Abaqus有限元工具對其進(jìn)行裝配體應(yīng)力與變形仿真分析，分析結(jié)果表明，柔輪主要截面的應(yīng)力與變形和理論值存在差異，通過對差異的研究發(fā)現(xiàn)有限元計(jì)算更能揭示柔輪真實(shí)的應(yīng)力和變形規(guī)律。進(jìn)而通過改變?nèi)彷嗛L徑比、壁厚、輸入齒寬、輸出齒寬等結(jié)構(gòu)參數(shù)，得到了結(jié)構(gòu)參數(shù)對環(huán)形諧波傳動(dòng)空載下應(yīng)力與變形的影響規(guī)律。
　　 根據(jù)航天工況載荷

3、的特殊性，在裝配體仿真的基礎(chǔ)上對環(huán)形諧波傳動(dòng)進(jìn)行1倍到5倍額定載荷下的柔輪應(yīng)力與變形分析，通過提取柔輪典型截面在不同載荷下的應(yīng)力與位移值作對比研究，找出了柔輪承載下的危險(xiǎn)截面及其主要影響應(yīng)力，得到了柔輪應(yīng)力與變形隨載荷的變化規(guī)律。同時(shí)研究了柔輪長徑比、壁厚、輸入齒寬、輸出齒寬等主要結(jié)構(gòu)參數(shù)對柔輪承載能力的影響，通過對不同結(jié)構(gòu)參數(shù)下環(huán)形諧波傳動(dòng)1倍、3倍和5倍載荷下的應(yīng)力分析，獲得了承載能力隨柔輪結(jié)構(gòu)參數(shù)變化的規(guī)律，研究表明柔輪長徑比、柔