諧波齒輪傳動(dòng)和行星齒輪傳動(dòng)各自的優(yōu)點(diǎn)使其在不同領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。但是諧波齒輪傳動(dòng)中傳統(tǒng)杯形柔輪的軸向尺寸大的缺點(diǎn)卻限制了其在宇航空間機(jī)構(gòu)中的應(yīng)用。行星齒輪傳動(dòng)的體積和重量與傳動(dòng)比成正比的特點(diǎn)使得其在高速比、小空間的情況下失去了優(yōu)勢(shì)。因此,本文主要設(shè)計(jì)一種采用不同于現(xiàn)有杯形柔輪結(jié)構(gòu)和將一級(jí)行星齒輪減速機(jī)構(gòu)內(nèi)置于凸輪波發(fā)生器中的復(fù)合式諧波減速器。對(duì)復(fù)合式諧波減速器的結(jié)構(gòu)參數(shù)、連接方式、傳動(dòng)比、傳動(dòng)效率、承載能力進(jìn)行了分析,研制80機(jī)型的復(fù)合式諧波減速器樣機(jī)。對(duì)現(xiàn)有諧波減速器性能測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)改造后,對(duì)復(fù)合式諧波減速器進(jìn)行了性能測(cè)試。 針對(duì)傳統(tǒng)的杯形結(jié)構(gòu)柔輪,提出三種新型杯形結(jié)構(gòu),利用ANSYS的APDL語言設(shè)計(jì)不同結(jié)構(gòu)柔輪的參數(shù)化接觸分析模型,分別對(duì)機(jī)型、軸向尺寸相同的傳統(tǒng)杯形柔輪和三種新型結(jié)構(gòu)柔輪進(jìn)行對(duì)比分析,得到四種結(jié)構(gòu)柔輪的性能排序。然后結(jié)合較優(yōu)形狀的柔輪結(jié)構(gòu),分析結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)柔輪所受最大等效應(yīng)力和最大變形量的影響,為樣機(jī)的研制提供參數(shù)選取依據(jù),在熱和結(jié)構(gòu)耦合的情況下對(duì)柔輪和剛輪的簡(jiǎn)化接觸模型進(jìn)行接觸分析。 根據(jù)參數(shù)影響分析后各結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響曲線,分別選取滿足材料性能參數(shù)的結(jié)構(gòu)尺寸,設(shè)計(jì)一種具有新型柔輪的諧波減速器,以凸輪式波發(fā)生器的凸輪尺寸為限制條件,利用MATLAB軟件,電算內(nèi)置于凸輪波發(fā)生器中的滿足尺寸的2K-H型行星減速機(jī)構(gòu)。然后分析了復(fù)合式諧波減速器的傳動(dòng)比、承載能力和效率,最后加工80機(jī)型復(fù)合式諧波減速器的樣機(jī)。 結(jié)合樣機(jī)的結(jié)構(gòu)和尺寸對(duì)現(xiàn)有的試驗(yàn)臺(tái)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行改造,通過對(duì)樣機(jī)效率試驗(yàn)、啟動(dòng)力矩試驗(yàn)、跑合溫升試驗(yàn)的測(cè)試結(jié)果與其它相同機(jī)型諧波減速器的對(duì)比,驗(yàn)證復(fù)合式諧波減速器在相同機(jī)型產(chǎn)品中的軸向尺寸小、沖動(dòng)比大、效率高、承載能力相當(dāng)?shù)慕Y(jié)論。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2009
【中圖分類】：TH132.46
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 研究的目的和意義
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 諧波傳動(dòng)的國外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 諧波傳動(dòng)的國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.4 課題的來源及主要研究?jī)?nèi)容
        1.4.1 課題來源
        1.4.2 主要研究?jī)?nèi)容
第2章 新型結(jié)構(gòu)柔輪及其結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)性能的影響分析
    2.1 多種結(jié)構(gòu)柔輪的方案研究
    2.2 傳統(tǒng)杯形結(jié)構(gòu)柔輪與新型結(jié)構(gòu)柔輪的性能比較
        2.2.1 柔輪有限元分析模型的簡(jiǎn)化
        2.2.2 不同結(jié)構(gòu)柔輪的比較分析
    2.3 新型柔輪結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其性能的影響分析
        2.3.1 直角直線回形柔輪結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其性能的影響分析
        2.3.2 “之”字柔輪結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其性能的影響分析
    2.4 新型柔輪的熱與結(jié)構(gòu)耦合有限元分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章 復(fù)合式諧波減速器的設(shè)計(jì)
    3.1 諧波減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
        3.1.1 基本參數(shù)的確定
        3.1.2 與結(jié)構(gòu)有關(guān)的尺寸參數(shù)的確定
    3.2 諧波減速機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度分析
        3.2.1 諧波減速機(jī)構(gòu)的材料選擇
        3.2.2 諧波減速機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度計(jì)算
    3.3 行星減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
        3.3.1 行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
        3.3.2 行星齒輪機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度計(jì)算
    3.4 復(fù)合式諧波減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    3.5 本章小結(jié)
第4章 復(fù)合式諧波減速器的性能分析
    4.1 復(fù)合式諧波減速器的傳動(dòng)比分析
    4.2 復(fù)合式諧波減速器的承載能力分析
        4.2.1 柔輪的承載能力
        4.2.2 行星減速機(jī)構(gòu)的承載能力
    4.3 復(fù)合式諧波減速器的效率分析
        4.3.1 諧波齒輪減速機(jī)構(gòu)的效率分析
        4.3.2 行星齒輪減速機(jī)構(gòu)的效率分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 復(fù)合式諧波減速器的研制及試驗(yàn)研究
    5.1 主要元件及試驗(yàn)樣機(jī)的加工
        5.1.1 復(fù)合式諧波減速器的研制
        5.1.2 主要實(shí)驗(yàn)元件
    5.2 復(fù)合式諧波減速器性能測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)方案的改造
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)測(cè)試方案
        5.2.2 試驗(yàn)臺(tái)的改造
        5.2.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的改造
    5.3 試驗(yàn)測(cè)試
        5.3.1 復(fù)合式諧波減速器的跑合試驗(yàn)
        5.3.2 復(fù)合式諧波減速器的溫升試驗(yàn)
        5.3.3 復(fù)合式諧波減速器的效率測(cè)試試驗(yàn)
        5.3.4 復(fù)合式諧波減速器的啟動(dòng)力矩試驗(yàn)
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 張勇;仿人機(jī)器人用1/4比例柔輪諧波傳動(dòng)嚙合理論與分析[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

2 趙岑;應(yīng)用于空間機(jī)械臂的行星減速器設(shè)計(jì)與研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2830851