為了減少現(xiàn)有力學(xué)小變形假定下通過位移疊加表達(dá)導(dǎo)致的輪齒定位偏差,以長軸具有等曲率圓弧的凸輪波發(fā)生器為例,提出包角內(nèi)利用凸輪等距線確定中面曲線,包角外利用兩端斜率和曲率連續(xù)性條件,并考慮變形前后曲線的弧長增量等于周向力引起的伸長,構(gòu)造以樣條函數(shù)表達(dá)的柔輪中面曲線。在有限元環(huán)境中建立圓環(huán)與雙偏心圓弧凸輪波發(fā)生器的接觸模型,對位移疊加表達(dá)的柔輪中面曲線和本文的幾何特征擬合的表達(dá)結(jié)果,利用有限元模型在小變形和大變形求解條件下進(jìn)行數(shù)值驗證。認(rèn)為有限元模型在大變形求解條件下的非線性結(jié)果更符合實際,并以其為準(zhǔn)則計算各方法的結(jié)果偏差。算例表明:現(xiàn)有基于小變形的理論解和有限元的小變形數(shù)值結(jié)果均與更貼合實際的大變形結(jié)果存在較大偏差。在30°包角模型中本文方法的極角偏差降低了約0.006°,極徑偏差降低了約0.013 mm。本文方法在模型包角在25°～65°之間時更貼近實際,且易于實現(xiàn),消除了幾何大變形、接觸非線性和中面伸長等因素對中面曲線表達(dá)的影響,為諧波齒輪齒廓設(shè)計提供更準(zhǔn)確的輪齒定位。 

【文章來源】：光學(xué)精密工程. 2020,28(07)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

柔輪中面曲線變形圖

力學(xué)小變形理論的位移疊加表達(dá)解和FEA解中的極角是相對于變形前的柔輪回轉(zhuǎn)中心O2如圖1所示,為了方便進(jìn)行比較對本文方法求解的包角γ由式(1)和式(2)轉(zhuǎn)換為γ0。由于柔輪的變形屬于大變形接觸問題,相比于其他小變形理論FEA大變形結(jié)果更接近實際,以其求解結(jié)果作為分析基準(zhǔn)。為了比較直觀地反應(yīng)不同理論求解的差異,對FEA大變形所求包角與其它方法所求包角做差如圖2所示,其中橫坐標(biāo)表示本文方法所求不同模型的包角。

不同模型在4種求解方法下所求短軸長度

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]諧波傳動柔輪空間齒廓設(shè)計與制造工藝[J]. 吳上生,孫韓磊,楊琪.  華南理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019(01)
[2]橢圓凸輪波發(fā)生器零側(cè)隙諧波齒輪傳動共軛齒廓精確求解[J]. 楊勇,王家序,周青華,祝晉旋,楊萬友.  中南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(12)
[3]Deformation analysis of the flexspline of harmonic drive gears considering the driving speed effect using laser sensors[J]. MA DongHui,WU JiaNing,LIU Tao,YAN ShaoZe.  Science China（Technological Sciences）. 2017(08)
[4]基于不同嚙合原理的諧波傳動齒廓研究[J]. 王家序,袁攀,李俊陽,肖科.  華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(03)
[5]雙圓弧諧波齒輪傳動齒廓設(shè)計與參數(shù)分析[J]. 王家序,劉彪,周祥祥,李俊陽,肖科.  四川大學(xué)學(xué)報(工程科學(xué)版). 2016(03)
[6]諧波齒輪傳動共軛齒廓求解方法的研究[J]. 王敏杰,范元勛,祖莉.  組合機(jī)床與自動化加工技術(shù). 2015(02)
[7]諧波齒輪中柔輪中性層的伸縮變形規(guī)律[J]. 陳曉霞,劉玉生,邢靜忠,徐蔚.  機(jī)械工程學(xué)報. 2014(21)
[8]基于撓性構(gòu)件變形的諧波齒輪裝配模型[J]. 陳曉霞,林樹忠,邢靜忠,劉玉生.  計算機(jī)集成制造系統(tǒng). 2011(02)
[9]諧波齒輪傳動中基于柔輪裝配變形的共軛精確算法[J]. 陳曉霞,林樹忠,邢靜忠.  中國機(jī)械工程. 2010(17)



本文編號：3299637