本文關(guān)鍵詞：某諧波減速機波發(fā)生器柔性軸承疲勞壽命研究與結(jié)構(gòu)優(yōu)化

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【摘要】：波發(fā)生器是諧波齒輪減速機的關(guān)鍵部件之一,其大變形彈性元件柔性軸承在波發(fā)生器凸輪和柔輪的作用下承受循環(huán)交變載荷,導致柔性軸承極易發(fā)生疲勞失效,從而極大地縮短了諧波減速機的使用壽命。因此在設(shè)計過程中,在滿足柔性軸承強度的條件下,對其進行疲勞壽命分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化具有十分重要的意義。本文基于某型號諧波減速機,對其波發(fā)生器柔性軸承的疲勞壽命及結(jié)構(gòu)優(yōu)化問題,展開了以下幾方面的研究工作：(1)波發(fā)生器的結(jié)構(gòu)設(shè)計及虛擬樣機建模。首先,根據(jù)諧波齒輪傳動原理及柔輪的變形規(guī)律設(shè)計剛性凸輪的輪廓曲線。然后,通過研究柔性軸承的運動學,確定柔性軸承的結(jié)構(gòu)參數(shù),最后在UG中分別建立波發(fā)生器凸輪和柔性軸承的虛擬樣機模型。(2)建立波發(fā)生器的有限元分析模型,并對其進行有限元分析。將虛擬樣機模型導入到有限元分析軟件HyperMesh及MARC中進行分析,通過對柔性軸承裝配及額定工況下進行準靜態(tài)接觸分析,獲取最大應力變化曲線,最后針對其最大應力校核柔性軸承各個元件滿足強度要求。(3)對波發(fā)生器柔性軸承進行疲勞壽命分析。研究柔性軸承的失效形式,利用疲勞分析軟件MSC.Fatigue對柔性軸承在額定工況下進行彎曲疲勞壽命仿真,在其不會發(fā)生彎曲疲勞失效的情況下,理論計算柔性軸承的接觸疲勞壽命。(4)基于波發(fā)生器柔性軸承的疲勞壽命對其進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。以波發(fā)生器柔性軸承的結(jié)構(gòu)參數(shù)作為設(shè)計變量,變量間的幾何關(guān)系為約束條件,柔性軸承的疲勞壽命為目標函數(shù),以提高其疲勞壽命值為目標,利用遺傳算法對柔性軸承結(jié)構(gòu)尺寸進行優(yōu)化。最后,對優(yōu)化后的柔性軸承進行準靜態(tài)有限元分析,校核其是否滿足強度要求。本文將有限元接觸分析、疲勞壽命仿真及遺傳算法應用于解決實際工程問題,為準確校核柔性軸承強度和提高柔性軸承的疲勞壽命提供了一種較合理可行的解決思路,對較高疲勞壽命的柔性軸承的設(shè)計開發(fā)具有重要的指導意義。
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH132.4;TH133.3
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本文編號：1234620