本文關(guān)鍵詞：寬齒槽諧波齒輪性能研究及有限元仿真分析

  更多相關(guān)文章： 諧波齒輪 柔輪 有限元分析 參數(shù)優(yōu)化 寬齒槽

【摘要】：柔輪是諧波齒輪傳動中的關(guān)鍵構(gòu)件,諧波齒輪減速器的承載能力與使用壽命主要由柔輪決定。為了計算方便,在基于有限元模型的柔輪應(yīng)力和變形的研究中,通常將柔輪齒圈部位采用了簡化方法,但有限元模型的結(jié)果未能準(zhǔn)確地反映輪齒齒廓及齒根的真實(shí)形狀,造成應(yīng)力分析結(jié)果與實(shí)際情況的偏差。為此,本文提出了一個包括漸開線齒型的諧波齒輪實(shí)體單元的有限元模型建模方法。利用APDL語言建立包括柔輪齒厚、齒根倒圓半徑和柔輪壁厚等參數(shù)的參數(shù)化實(shí)體模型,同時根據(jù)漸開線方程,利用二分法建立柔輪的漸開線齒廓,盡可能準(zhǔn)確地模擬柔輪在裝配狀態(tài)下的受力情況,求解獲得了裝配狀態(tài)下的柔輪變形和應(yīng)力。與現(xiàn)有的理論模型計算公式、設(shè)計規(guī)范和基于殼體單元的有限元模型的變形和應(yīng)力結(jié)果進(jìn)行比較分析。研究發(fā)現(xiàn)：相比于基于實(shí)體模型的有限元計算結(jié)果,根據(jù)理論計算公式和設(shè)計規(guī)范計算得到的值都是偏小的�；趯�(shí)體有限元模型,對柔輪齒厚、齒根倒圓半徑和柔輪壁厚等參數(shù)進(jìn)行了計算,分析這些參數(shù)對柔輪應(yīng)力的大小和分布的影響。研究表明：通過適當(dāng)增加齒槽寬度以降低裝配狀態(tài)下的最高應(yīng)力,為諧波齒輪的最佳齒槽寬度等關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計提供理論依據(jù),同時為后續(xù)的嚙合力計算奠定了基礎(chǔ)�；趯�(shí)體單元的柔輪有限元模型的變形計算結(jié)果和剛輪齒廓參數(shù),提出基于有限元模型結(jié)果的裝配側(cè)隙計算方法,計算空載傳動狀態(tài)下的側(cè)隙分布�；贏PDL語言建立的三維漸開線齒廓的實(shí)體模型,全面分析裝配狀態(tài)下,柔輪筒內(nèi)部和柔輪齒上的應(yīng)力分布和變形情況。
【關(guān)鍵詞】：諧波齒輪 柔輪 有限元分析 參數(shù)優(yōu)化 寬齒槽
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH132.41
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-18
• 1.1 課題研究的背景及意義8-9
• 1.2 諧波齒輪傳動的原理及應(yīng)用9-12
• 1.2.1 諧波齒輪傳動的原理9-10
• 1.2.2 諧波齒輪傳動的特點(diǎn)10-11
• 1.2.3 諧波齒輪傳動的應(yīng)用11-12
• 1.3 諧波齒輪傳動技術(shù)的研究概況12-16
• 1.3.1 柔輪結(jié)構(gòu)分析12-13
• 1.3.2 齒形研究13-14
• 1.3.3 嚙合原理研究14-15
• 1.3.4 側(cè)隙及嚙合力分布研究15-16
• 1.3.5 存在的問題16
• 1.4 本課題的研究內(nèi)容16-18
• 第二章 基于APDL的柔輪齒圈實(shí)體參數(shù)化設(shè)計18-28
• 2.1 柔輪齒圈基本參數(shù)的選擇和計算18-19
• 2.2 柔輪齒圈實(shí)體模型的參數(shù)化設(shè)計19-26
• 2.2.1 漸開線齒廓的參數(shù)化19-22
• 2.2.2 齒根倒圓的參數(shù)化22-24
• 2.2.3 寬齒槽的參數(shù)化24-26
• 2.3 波發(fā)生器的參數(shù)化26-27
• 2.3.1 波發(fā)生器的參數(shù)選擇和計算26-27
• 2.3.2 波發(fā)生器的參數(shù)定位27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第三章 平面實(shí)體齒圈的參數(shù)化建模和有限元分析28-38
• 3.1 有限元法分析的基本理論28-29
• 3.1.1 有限元法概述28
• 3.1.2 有限元分析軟件的求解過程28-29
• 3.2 有限元模型的建立29-34
• 3.2.1 單元類型的選擇29-30
• 3.2.2 模型的簡化30
• 3.2.3 柔輪齒圈的建立30-31
• 3.2.4 波發(fā)生器的建立31-32
• 3.2.5 實(shí)體模型的網(wǎng)格劃分32-33
• 3.2.6 定義接觸對和邊界約束33-34
• 3.3 柔輪的應(yīng)力變形分析34-37
• 3.3.1 空載時柔輪的變形分析35
• 3.3.2 空載時柔輪的應(yīng)力分析35-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 第四章 齒廓結(jié)構(gòu)參數(shù)對齒槽最高應(yīng)力的影響研究38-50
• 4.1 輪齒應(yīng)力計算的方法38-42
• 4.1.1 基于等效圓環(huán)理論的應(yīng)力計算38-40
• 4.1.2 設(shè)計規(guī)范中的齒槽最高應(yīng)力40-41
• 4.1.3 引入輪齒影響系數(shù)的應(yīng)力計算41-42
• 4.2 基于實(shí)體有限元模型的應(yīng)力計算42-46
• 4.2.1 柔輪的幾何參數(shù)42
• 4.2.2 齒圈壁厚對柔輪應(yīng)力的影響42-44
• 4.2.3 齒槽寬度對柔輪應(yīng)力的影響44-46
• 4.3 輪齒影響系數(shù)46-48
• 4.3.1 齒圈壁厚對輪齒影響系數(shù)的影響46-47
• 4.3.2 齒槽寬度對輪齒影響系數(shù)的影響47-48
• 4.4 本章小結(jié)48-50
• 第五章 基于三維實(shí)體有限元模型的柔輪分析50-72
• 5.1 柔輪的三維結(jié)構(gòu)50-52
• 5.2 平面齒圈分析52-58
• 5.2.1 平面齒圈的應(yīng)力分析53-57
• 5.2.2 平面齒圈的變形分析57-58
• 5.3 平面齒圈側(cè)隙計算58-63
• 5.3.1 側(cè)隙計算方法59-60
• 5.3.2 基于實(shí)體模型的側(cè)隙計算60-63
• 5.4 三維齒圈分析63-71
• 5.4.1 三維齒圈的應(yīng)力分析63-67
• 5.4.2 三維齒圈與平面齒圈應(yīng)力比較67-69
• 5.4.3 三維齒圈的變形分析69-71
• 5.5 本章小結(jié)71-72
• 第六章 總結(jié)與展望72-74
• 6.1 總結(jié)72-73
• 6.2 展望73-74
• 參考文獻(xiàn)74-78
• 發(fā)表論文和參加科研情況說明78-80
• 致謝80

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本文編號：578217