本文關鍵詞：雙圓弧諧波齒輪傳動側(cè)隙分析及齒間載荷分布研究

  更多相關文章： 諧波齒輪 雙圓弧齒形 側(cè)隙分布 齒間載荷分布 有限元法

【摘要】：本文主要對雙圓弧齒形諧波齒輪傳動中的柔輪載荷分布與變形之間的協(xié)調(diào)變形關系進行了研究，并通過有限元和數(shù)學方法求得協(xié)調(diào)變形下的載荷分布。進一步在兩種計算結(jié)果的基礎上研究了齒廓參數(shù)、柔輪和波發(fā)生器結(jié)構(gòu)參數(shù)對齒面載荷分布的影響。 文中首先分析了柔輪發(fā)生變形后各構(gòu)件間的坐標關系，給出了四力滾輪波發(fā)生器作用下的柔輪中線的極坐標方程的通式，對雙圓弧齒形在諧波齒輪傳動系統(tǒng)中的齒廓方程進行了推導，這些是諧波齒輪理論分析的基礎。 在初始側(cè)隙分布的求解中，不同于漸開線齒形的諧波齒輪側(cè)隙求解方法，這里采用了適合于雙圓弧齒形諧波齒輪側(cè)隙的求解方法。通過先求解齒廓間最短距離，進而求得齒廓側(cè)隙。分析了不同波發(fā)生器、不同負載、不同齒廓參數(shù)時的初始側(cè)隙分布，得到了其中的影響規(guī)律。 柔輪的變形是由波發(fā)生器和載荷共同作用的結(jié)果。柔輪的變形主要包括柔輪殼體的扭轉(zhuǎn)變形和柔輪輪齒的彎曲、接觸變形。載荷作用下，柔輪的變形使柔輪和剛輪輪齒間側(cè)隙消除而仍然保持嚙合。根據(jù)這一點，，建立了表征多齒接觸變形協(xié)調(diào)的數(shù)學模型。計算了在不同波發(fā)生器、不同負載、不同齒廓參數(shù)下的齒間載荷分布，得到了其中的影響規(guī)律。 建立了工作狀態(tài)下的諧波齒輪傳動系統(tǒng)的三維模型，并導入ANSYS中進行網(wǎng)格劃分并定義波發(fā)生器與柔輪筒壁、柔輪齒與剛輪齒的接觸關系，應用薄殼幾何非線性理論對柔輪進行有限元分析。同樣以分別波發(fā)生器形狀、負載大小、齒廓參數(shù)為自變量對柔輪齒間載荷分布進行研究，討論實際工況下的載荷分布與理論計算結(jié)果的關聯(lián)。得到結(jié)論：理論計算方法由于在建模思想和循環(huán)算法上與實際工況存在的差異，僅能在較小的嚙合范圍內(nèi)粗略求得柔輪上的載荷分布，而在全齒嚙合范圍內(nèi)的計算結(jié)果不夠準確，理論計算模型的建立還有待進一步完善。 本文的研究對進一步研究諧波齒輪傳動的運動性能和齒形設計都具有參考價值和指導意義。
【關鍵詞】：諧波齒輪 雙圓弧齒形 側(cè)隙分布 齒間載荷分布 有限元法
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TH132.41
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 諧波齒輪簡介9-10
• 1.2 諧波齒輪傳動的應用10-12
• 1.3 諧波齒輪研究現(xiàn)狀12-16
• 1.3.1 柔輪結(jié)構(gòu)分析13
• 1.3.2 齒形研究13-15
• 1.3.3 齒間側(cè)隙及嚙合力分布15-16
• 1.4 本課題主要研究內(nèi)容16-17
• 2 柔輪變形分析及其共軛齒廓求解17-31
• 2.1 柔輪變形結(jié)構(gòu)分析17-20
• 2.1.1 基本理論與假設17
• 2.1.2 裝配作用下柔輪的變形17-19
• 2.1.3 傳動比計算19-20
• 2.2 裝配變形下各構(gòu)件之間的相對運動關系20-23
• 2.2.1 坐標系定義20-22
• 2.2.2 包絡法求解共軛齒廓22-23
• 2.3 柔輪基準齒廓及本文模型參數(shù)23-26
• 2.3.1 雙圓弧齒形23-25
• 2.3.2 柔輪理論工作齒廓方程25-26
• 2.4 剛輪齒廓的求解26
• 2.5 剛輪齒廓擬合26-30
• 2.6 本章小結(jié)30-31
• 3 雙圓弧諧波齒輪側(cè)隙計算及仿真建模31-45
• 3.1 側(cè)隙計算方法討論31-36
• 3.1.1 側(cè)隙的概念31-32
• 3.1.2 雙圓弧齒廓間最短距離32-35
• 3.1.3 側(cè)隙計算方法35-36
• 3.2 干涉檢查及側(cè)隙計算實例36-40
• 3.2.1 干涉檢查36-38
• 3.2.2 側(cè)隙計算實例38-40
• 3.3 齒廓參數(shù)對嚙合狀態(tài)的影響40-42
• 3.4 本章小結(jié)42-45
• 4 柔輪齒間載荷分布研究45-57
• 4.1 引言45
• 4.2 柔輪輪齒剛度計算45-47
• 4.2.1 柔輪單齒剛度計算45-47
• 4.2.2 嚙合柔度47
• 4.3 齒間載荷分布計算47-52
• 4.3.1 方法討論47-49
• 4.3.2 計算實例49-52
• 4.4 載荷分布的影響因素52-55
• 4.4.1 負載大小的影響52-53
• 4.4.2 波發(fā)生器形狀的影響53
• 4.4.3 齒形參數(shù)的影響53-55
• 4.5 本章小結(jié)55-57
• 5 柔輪嚙合仿真分析57-73
• 5.1 引言57
• 5.2 各部件結(jié)構(gòu)參數(shù)57-62
• 5.2.1 柔輪幾何尺寸的確定57-58
• 5.2.2 剛輪幾何尺寸的確定58-59
• 5.2.3 波發(fā)生器尺寸參數(shù)的計算59-62
• 5.3 模型的建立62-65
• 5.3.1 三維實體模型建立62-63
• 5.3.2 有限元模型的建立63-65
• 5.3.3 接觸關系、邊界條件及載荷步控制65
• 5.4 柔輪齒圈受力分析65-72
• 5.4.1 波發(fā)生器形狀的影響67-68
• 5.4.2 柔輪徑向變形系數(shù)的影響68-70
• 5.4.3 負載大小的影響70-72
• 5.5 本章小結(jié)72-73
• 6 總結(jié)與展望73-75
• 6.1 總結(jié)73-74
• 6.2 展望74-75
• 致謝75-77
• 參考文獻77-81
• 附錄81
• A. 作者在攻讀學位期間發(fā)表的論文81
• B. 作者在攻讀學們期間參加的科研項目81

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：968695