【摘要】：諧波減速器通過(guò)柔輪的彈性變形實(shí)現(xiàn)減速與動(dòng)力傳遞的功能,它的結(jié)構(gòu)小巧,但能實(shí)現(xiàn)很大的傳動(dòng)比,在航天機(jī)構(gòu)、機(jī)器人等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。但柔輪的變形是一個(gè)空間問(wèn)題,根據(jù)傳統(tǒng)平面運(yùn)動(dòng)學(xué)理論設(shè)計(jì)的剛輪共軛齒廓可能會(huì)產(chǎn)生嚙合干涉或嚙合不足的情況。針對(duì)該問(wèn)題,本文展開了如下研究:對(duì)諧波傳動(dòng)中的平面運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行了分析,結(jié)合包絡(luò)理論,求得了剛輪齒廓。并在平面上對(duì)其嚙合性能進(jìn)行了一定的分析與驗(yàn)證。對(duì)柔輪進(jìn)行了接觸有限元仿真。建立了包含柔性軸承的波發(fā)生器模型,使得仿真更接近實(shí)際,并對(duì)比了其與凸輪波發(fā)生器模型對(duì)仿真結(jié)果的影響。以柔輪上的最大應(yīng)力為評(píng)價(jià)指標(biāo),設(shè)計(jì)正交試驗(yàn),優(yōu)選了柔輪齒形參數(shù)與結(jié)構(gòu)參數(shù)。分析了柔輪的空間幾何變形,研究了柔輪中性層曲線變形量隨軸向變化的規(guī)律,提出了中性層曲線空間變形量的修正模型。結(jié)合包絡(luò)理論,設(shè)計(jì)了剛輪的空間齒廓。對(duì)諧波傳動(dòng)時(shí)柔輪的位移、速度、應(yīng)力、應(yīng)變等動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了研究,驗(yàn)證了剛輪空間齒廓在傳動(dòng)時(shí)的優(yōu)越性。同時(shí)對(duì)柔輪的疲勞壽命和固有特性進(jìn)行了一定的研究。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TH132.46
【圖文】：

該方向的研究現(xiàn)狀及分析 1959 年被 Musser 提出起，已經(jīng)歷了數(shù)十年等發(fā)達(dá)國(guó)家都存在許多研究機(jī)構(gòu)對(duì)這種新型波傳動(dòng)中涉及到的嚙合理論、齒形優(yōu)化、振壽命提升技術(shù)等一系列領(lǐng)域都有了不同程度文及著作發(fā)表。對(duì)于諧波傳動(dòng)，目前已有許。但是，在諧波傳動(dòng)中包含了剛?cè)狁詈�、接形狀態(tài)非常復(fù)雜，因此，目前對(duì)諧波減速器工作要進(jìn)行。結(jié)合本課題研究?jī)?nèi)容，對(duì)諧波資料進(jìn)行了調(diào)研，主要對(duì)以下幾方面國(guó)內(nèi)外輪減速器國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品對(duì)比由剛輪、柔輪與波發(fā)生器組成，常見杯型諧示。

學(xué)者對(duì)改進(jìn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方法進(jìn)行了許多研究[13]。董慧敏等學(xué)者假定在波發(fā)生器裝入柔輪之后，杯底不會(huì)發(fā)生變形，通過(guò)轉(zhuǎn)換矩陣計(jì)算柔輪齒形的共軛齒廓并求解得到嚙合范圍，但其只研究了無(wú)負(fù)載條件下的運(yùn)動(dòng)學(xué)，未考慮負(fù)載對(duì)柔輪變形產(chǎn)生的影響[14][15]。范元?jiǎng)讓W(xué)者對(duì)剛?cè)醿奢喌凝X廓的運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行了仿真，研究了齒廓的干涉問(wèn)題[16]。1.2.3 諧波齒輪齒形的研究好的齒形可以使得諧波減速器的傳動(dòng)性能更佳[17][18][19]。最開始 Musse提出壓力角為 28.6°的直線齒形。漸開線齒形在被證明共軛性之后發(fā)展十分迅速，目前對(duì)漸開線齒形的設(shè)計(jì)方法已經(jīng)相對(duì)完善[20]，但漸開線齒形存在部分缺點(diǎn)，如不完全共軛、易產(chǎn)生尖點(diǎn)嚙合等。并且，采用漸開線齒形的諧波減速器的剛輪與柔輪之間側(cè)隙不均勻，對(duì)潤(rùn)滑性能產(chǎn)生了負(fù)面影響。1995 年，日本 Ishikawa 等學(xué)者提出了 S 齒形。在齒頂和齒根部位，S 齒形是一段圓弧。S齒形在傳動(dòng)時(shí)，剛輪和柔輪基本處于共軛嚙合狀態(tài)[21]，S齒形目前在日本 HD 公司有所應(yīng)用。日本 HD 公司后又對(duì) S 齒形進(jìn)行修形設(shè)計(jì)，研發(fā)出了 IH 齒形，如圖 1-2 所示，在嚙合齒數(shù)上有很大的優(yōu)勢(shì)。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2738942