基于有限元分析的諧波齒輪傳動變形協(xié)調研究.pdf

1、該文主要對諧波齒輪傳動中的柔輪載荷與變形之間的協(xié)調變形關系進行了研究,并通過有限元和數(shù)學方法求得滿足這種協(xié)調變形的載荷分布.進一步對在有限元分析基礎上諧波齒輪傳動的運動特性進行了研究.文中首先通過對引起柔輪變形因素的研究,認為柔輪的變形是由波發(fā)生器和載荷同時作用的結果.在柔輪波發(fā)生器形狀確定的情況下,柔輪的變形主要取決于載荷分布,同時柔輪的變形也影響載荷的分布,載荷和變形是相互影響相互協(xié)調的關系.在柔輪的嚙合端柔輪的變形主要分為柔輪殼體

2、的變形和柔輪輪齒的彎曲、接觸變形.由于柔輪是簿殼體,載荷作用下柔輪的嚙合端產生一扭轉角以便使柔輪和剛輪仍然保持嚙合以傳遞載荷.根據這一點,建立了表征多齒協(xié)調變形的數(shù)學模型.在模型中充分考慮了各種影響因素.在求解初始側隙分布中,沒有使用傳統(tǒng)的以法向距離作為側隙標準的方法,而是根據諧波齒輪的嚙合以及模型的特點以周向角度間隙作為側隙,并采用一維搜索的方法,在嚙合齒對的輪廓線上尋找周向角度間隙最小值作為該齒對的嚙合側隙.在位移場的計算中,分別討

3、論了柔輪空載和負載時的狀況,以邊界元強迫位移的形式模擬波發(fā)生器的作用,根據適當?shù)暮喕图僭O建立柔輪的板殼元有限元分析模型.根據柔輪的工作狀況,分析認為柔輪的有限元研究應當屬于幾何非線性問題,并應用薄殼幾何非線性理論對柔輪進行有限元分析.文中進一步根據求得載荷分布,對柔輪運動幾何學和嚙合性能進行了研究.根據該文所建立的諧波齒輪傳動運動傳遞模型,對空載和載荷下嚙合情況進行了研究.推導出嚙合端和輸出端瞬時傳動比公式.柔輪輪齒和剛輪輪齒之間的運