本文關鍵詞：不同齒形諧波齒輪傳動效率研究及嚙合仿真

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【摘要】：諧波齒輪傳動是為適應航天技術發(fā)展而得到迅速應用的一種機械傳動,它的許多特點是一般傳動結構所不能比擬的。傳動精度和傳動效率是衡量諧波齒輪傳動的重要性能指標。國內外的學者對傳動精度的研究比較深入,而對傳動效率的研究比較少。本文主要介紹了不同齒形諧波齒輪傳動效率的求解方法,并對其傳動性能進行了比較。首先,通過包絡理論和坐標變換的方法得到了漸開線齒形和CTC(circle arc-tangent line-circle arc)齒形的柔輪及剛輪齒廓,利用Matlab軟件對兩種齒形諧波齒輪傳動進行嚙合運動和嚙合狀態(tài)仿真,驗證是否出現(xiàn)嚙合干涉,計算得到了理論嚙合弧長和齒對數(shù),并對其嚙合側隙進行求解。然后,選擇合適的柔輪、剛輪及波發(fā)生器結構形式,選取合適的參數(shù)計算了其幾何尺寸。通過Pro/E軟件進行三維建模,得到了簡化后的波發(fā)生器模型、柔輪及剛輪模型。同時,對柔輪的應力和疲勞強度進行了理論分析。在理論基礎上,通過有限元軟件得到了兩種齒形柔輪的應力、應變及變形分布規(guī)律。最后,介紹了諧波齒輪傳統(tǒng)的傳動效率計算公式,在此基礎上得到了求解波發(fā)生器摩擦損耗和輪齒嚙合摩擦損耗的方法,分析了影響傳動效率的各種因素,提出了改善傳動效率的方法。通過實例計算對兩種不同齒形的諧波齒輪傳動效率進行比較,對如何準確計算諧波齒輪傳動效率提供了一定的參考價值。
【關鍵詞】：諧波齒輪 不同齒形 傳動效率 應力 摩擦損耗 有限元
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH132.43
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 引言11
• 1.2 諧波齒輪傳動簡介11-13
• 1.2.1 傳動原理11-12
• 1.2.2 傳動特點12-13
• 1.3 諧波齒輪傳動應用13-14
• 1.4 諧波齒輪傳動研究現(xiàn)狀14-17
• 1.4.1 諧波齒輪傳動國外發(fā)展現(xiàn)狀14-15
• 1.4.2 諧波齒輪傳動國內發(fā)展現(xiàn)狀15-17
• 1.5 研究背景17-18
• 1.6 研究內容18-19
• 第2章 諧波齒輪共軛齒廓推導及嚙合仿真19-34
• 2.1 理論嚙合弧長和齒對數(shù)19-20
• 2.2 嚙合側隙及干涉分析20-22
• 2.2.1 嚙合側隙理論計算20-22
• 2.2.2 嚙合干涉分析22
• 2.3 共軛齒廓求解22-28
• 2.3.1 包絡法基本原理22-23
• 2.3.2 坐標變換原理23-25
• 2.3.3 滾刀基準齒形25-26
• 2.3.4 CTC柔輪及剛輪齒廓計算公式26-27
• 2.3.5 漸開線柔輪及剛輪齒廓計算公式27-28
• 2.4 仿真實例28-33
• 2.4.1 MATLAB軟件簡介28-29
• 2.4.2 CTC齒形柔輪及剛輪齒廓求解29-31
• 2.4.3 嚙合運動仿真31
• 2.4.4 嚙合狀態(tài)仿真31-33
• 2.5 本章小結33-34
• 第3章 諧波齒輪結構設計及應力強度分析34-51
• 3.1 引言34
• 3.2 結構設計34-40
• 3.2.1 柔輪結構設計34-36
• 3.2.2 剛輪結構設計36-37
• 3.2.3 波發(fā)生器結構設計37-40
• 3.3 三維實體模型的建立40-42
• 3.3.1 Pro/E軟件簡介40-41
• 3.3.2 三維模型的建立41-42
• 3.4 柔輪的應力和強度分析42-49
• 3.4.1 柔輪的應力分析42-46
• 3.4.2 柔輪的疲勞強度分析46-48
• 3.4.3 計算結果分析48-49
• 3.5 本章小結49-51
• 第4章 諧波齒輪傳動柔輪的有限元分析51-62
• 4.1 有限元方法簡介51
• 4.2 ANSYS軟件簡介51-52
• 4.3 有限元模型的建立52-55
• 4.3.1 導入幾何模型52-53
• 4.3.2 定義材料數(shù)據(jù)53-54
• 4.3.3 網格劃分54-55
• 4.3.4 施加邊界條件55
• 4.4 求解結果及分析55-61
• 4.4.1 柔輪的應力分析55-58
• 4.4.2 柔輪的應變分析58-60
• 4.4.3 柔輪的變形分析60-61
• 4.5 本章小結61-62
• 第5章 諧波齒輪傳動效率研究及摩擦損耗計算62-79
• 5.1 諧波齒輪傳動比計算62-63
• 5.1.1 減速結構62
• 5.1.2 增速結構62
• 5.1.3 約等速結構62-63
• 5.2 傳統(tǒng)效率計算公式63-64
• 5.3 理論傳動效率64-68
• 5.3.1 傳動效率計算公式64-67
• 5.3.2 傳動效率的影響因素67-68
• 5.4 摩擦損耗理論分析68-72
• 5.4.1 波發(fā)生器的摩擦損耗分析68-70
• 5.4.2 輪齒嚙合摩擦損耗分析70-72
• 5.5 計算實例72-78
• 5.5.1 有限元模型建立72-75
• 5.5.2 結果分析75-78
• 5.6 本章小結78-79
• 結論79-80
• 參考文獻80-84
• 致謝84

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本文編號：714096