【摘要】： 諧波齒輪傳動眾多的優(yōu)點(diǎn)使其應(yīng)用越來越廣泛。而諧波傳動中杯型柔輪軸向尺寸大和柔輪在高低溫環(huán)境下容易失效的缺點(diǎn)卻限制了其在緊湊空間和苛刻環(huán)境特別是在宇航空間機(jī)構(gòu)中的應(yīng)用。因此,本文主要針對杯型諧波減速器的柔輪進(jìn)行了有限元接觸分析和結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化,優(yōu)化設(shè)計(jì)了一種短杯柔輪,加工了試驗(yàn)樣機(jī),并設(shè)計(jì)加工了諧波性能測試試驗(yàn)臺,對加工的諧波試驗(yàn)樣機(jī)進(jìn)行了效率、啟動力矩和超載等性能測試。 本文使用ANSYS的APDL語言設(shè)計(jì)了杯型諧波柔輪的參數(shù)化接觸分析模型,分析了不同型號柔輪在凸輪波發(fā)生器的作用下所受到的應(yīng)力情況,得出了柔輪的最大等效應(yīng)力隨柔輪型號的變化趨勢;分析了柔輪關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化對柔輪最大等效應(yīng)力的敏感度,為柔輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化提供了依據(jù);在熱和結(jié)構(gòu)耦合的情況下對柔輪與剛輪的簡化接觸模型進(jìn)行了接觸分析。 在有限元分析的基礎(chǔ)之上,根據(jù)杯型諧波柔輪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),以柔輪的體積和傳動效率為目標(biāo)函數(shù),以柔輪模數(shù)、柔輪筒長、齒圈壁厚、光滑圓筒壁厚、齒寬為設(shè)計(jì)變量,建立各種約束條件,對柔輪進(jìn)行了多目標(biāo)結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化。優(yōu)化結(jié)果表明,在與同型號常規(guī)諧波減速器同樣的效率、額定力矩、壽命的前提下,柔輪的軸向尺寸減少了30%左右。加工了短杯諧波減速器的試驗(yàn)樣機(jī)。 研制了諧波減速器性能測試試驗(yàn)臺,設(shè)計(jì)了諧波減速器性能測試試驗(yàn)臺數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),完成了對數(shù)據(jù)的采集、保存、顯示和對電機(jī)的控制。 對加工的諧波減速器試驗(yàn)樣機(jī)和常規(guī)同型號的諧波減速器進(jìn)行了試驗(yàn)對比分析,測試了效率、啟動力矩、超載能力等性能,通過試驗(yàn)對比驗(yàn)證了所優(yōu)化的短杯諧波減速器在所測試的性能上與常規(guī)諧波減速器相近。
【圖文】：

功傳動比在 85～115 范圍內(nèi)的具有超短柔輪 DP 系列諧波齒輪傳動裝置柔輪在額定載荷作用下能可靠地工作 500h 以上[21]。國外比較特殊的短杯柔輪結(jié)構(gòu)有 CSG（Cup High-torque TypeCSD(Cup Super Flat Type)、CSF(Cup Standard Type)三種，如圖 1-1 [22,23]。

方面取得了較大的成績，，成為掌握該項(xiàng)技術(shù)的國家之一。到目，我國已有北京諧波傳動技術(shù)研究所、北京中技克美諧波傳動有限責(zé)、北方精密機(jī)械研究所、燕山大學(xué)、北京工商大學(xué)等幾十家單位從事的研究和生產(chǎn)，為我國諧波傳動技術(shù)的研究和推廣應(yīng)用打下了較為堅(jiān)礎(chǔ)。如圖 1-2 和 1-3 所示為北京中技克美公司所生產(chǎn)的杯型和環(huán)形諧減速器三大件。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：TH132.43

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 高鵬;月球車差動裝置設(shè)計(jì)與分析[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

2 酈黎偉;高承載諧波齒輪傳動技術(shù)的研究[D];南京理工大學(xué);2012年

3 劉熙剛;CTC齒形諧波傳動嚙合參數(shù)的優(yōu)化研究[D];南京理工大學(xué);2013年

4 李剛;太陽翼驅(qū)動機(jī)構(gòu)中諧波齒輪減速器的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2013年

5 湯繼松;諧波減速器建模及其柔輪應(yīng)力分析[D];南華大學(xué);2013年

本文編號：2675461