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端面谐波齿轮传动柔轮的变形分析和原始曲面方程

_日!挂兰. 、-, .1二4 从谐波齿轮传动的出现到发展,虽然已有二十多年的历史,但就目前的研究现状和使用情况来看,主要局限于径向啮合式的谐波齿轮传动。随着谐波齿轮传动使用面的扩大,某些设备对这类传动的轴向尺寸和柔轮的扭转刚性提出了更高的要求,因此又逐步发展了一种端面啮合的谐波齿轮传动,国外已有若干这种传动的专利。但由于理论研究上的复杂性,故目前系统的理论研究还很缺乏,即就现有的一些文献,还存在某些问题。如文献〔1〕中给出的某些结论是错误的,而且很不完善;而文献〔2〕的方法过于近似。作者根据国内对这种传动在使用上的迫切性,对端面谐波齿轮传动进行了系统的研究,本文就是作者在这方面研究结果的一部分。文中除纠正了文献〔1〕中的若干错误外,比较完整地解决了进行平面柔轮变形分析的解析方法,并给出了对端面谐波齿轮传动进行空间啮合分析时所必需的原始曲面方程。二、双波传动的计算模型 对于端面谐波齿轮传动的平面柔轮来说,由于联接轴的刚性比柔轮大...  (本文共11页) 阅读全文>>

《齿轮》1979年02期
齿轮

柔轮破损原因及提高寿命的措施

一般齿轮传动均采用刚性机构,旋转零件都是刚性的。但谐波齿轮传动是以薄壳(饭)的弹性变形运动来达到传动目的的一种新型传动。它具有结构简单、体积小、重量轻、传动比大、运转平稳、可实现零侧隙传动和在全密封情况下传递运动等其他传动所难以达到的优点,因此问世十多年来,在国内外各工业部门中日益得到重视和推广。但有些单位,对由弹性变形带来的特殊矛盾认识不足,因而产品大量损坏。为此我们对谐波减速器进行了测试与研究,提出了改进措施,在此基础上,于ZT一120附着自升式塔吊中采用了该传动,进行了工业性运转,现柔轮的疲劳次数已达1.5x10“次,还在继续使用。 一、柔轮破损形式与裂纹的部位: 柔轮破坏的主要形式示于图la、b,其特点是裂纹起源于柔轮的齿根部分(图Ic、d是同一裂纹处内外表面的照片,此裂纹尚未完全扩展,位置处于齿根部分),然后沿轴线方向延伸,进而成45。斜向扩展,若旋转方向不断改变,则裂纹成双45“方向扩展。这是其外表形式。但柔轮的破坏...  (本文共11页) 阅读全文>>

权威出处: 《齿轮》1979年02期
《东北重型机械学院学报》1984年01期
东北重型机械学院学报

动力谐波齿轮传动柔轮变形分析和计算

一、月叮舀 谐波传动由美国学者一一M;:::‘:.c.汀在1 955年首先发明口它是基于薄壳弹性变形理论,利用周期性变形波来传递运动和功力的一种新技术。谐波齿轮传动具有传动比大、传动平稳、承载能力大等一系列优点。 谐波传动装置由三个基本构件组成,即柔轮、刚轮和发生器。由于发生器旋转,柔轮被迫产生周期性变形波,使刚、柔轮间产生错齿运动,从而达到传递运动和动力的目的。 谐波齿轮在传递动力时,柔轮将产生附加变形。此变形大到一定程度就发生所渭的畸变,从而破坏正确啮合,影响传动性能,降低传动效率和使用寿命。所以,分析和研究柔轮的变形将有助于选择动力谐波齿轮的啮合参数和分析其应力状态,对推广使用谐波齿轮传动具有重要意义。多年来,国内外许多学者都非常重视对柔轮变形间题的研究。但从已发表的文献来看,许多人局限于给出位移函数,或在简单受力状态和简单几何形状条件下导出位移方程。本文是基于真实的柔论、在真实受力状态下,用弹性薄壳理论、图l谐波传动示意...  (本文共11页) 阅读全文>>

《机械传动》2018年12期
机械传动

超短筒杯形和礼帽形谐波齿轮柔轮筒底应力的几何参数敏感性分析

0引言在薄壳弹性变形的理论基础上,Musser于1955年提出谐波齿轮传动技术[1]。谐波齿轮传动凭借其传动比大、结构简单、体积小、质量轻、承载能力和传动精度高等优点,被广泛应用于航天航空、机器人、精密机床、仪器仪表等领域[2]1-12。由于空间机构、机器人、仪器仪表等领域对谐波齿轮传动需要更小的轴向尺寸的柔轮,必然会引起柔轮应力的升高。众多学者对短筒谐波齿轮做了大量的研究,借助ANSYS仿真平台总结了柔轮筒参数对短筒柔轮筒体在装配和负载工况下的应力应变规律[3-7]。曹庭驹、Li自主开发有限元程序分别对齿啮式筒形柔轮、变厚度筒底杯形和礼帽形柔轮进行了理论分析,得到了理想的结果[8-9]。在结构改进方面,赵兴通过对短筒杯形柔轮结构参数优化以及修形凸轮波发生器降低柔轮应力[10],吴伟国等在结构上通过将刚轮齿制成沿轴向有一定倾斜的方法来提高长径比0. 5和0. 25的短筒柔轮的刚度[11]。在失效形式上,除传统的疲劳强度破坏,张庆...  (本文共6页) 阅读全文>>

《机械传动》2018年07期
机械传动

柔轮壁厚对其性能影响的仿真分析

0引言谐波减速器是通过机械波迫使挠性构件产生谐波运动从而完成运动传递的装置。它主要由刚轮、柔轮与波发生器组成,由于其体积小、质量轻、结构简单、其传动比大而范围宽、承载能力强、齿侧间隙可调、可以实现零回差、同轴性好、传动平稳且效率高、噪声小等特点,因此该技术已在电子工业、机床、仿生机械、医疗器械、能源等领域广泛应用。其中柔轮是其关键核心部件,其性能的好坏直接决定着整个减速器的寿命,由于实验研究成本较高、周期较长,而且不容易观察其内部应力分布情况,本文中采用ANSYS Workbench软件分别对其空载及负载状态下柔轮应力及变形随壁厚的变化情况进行仿真分析,得出一些基本规律,为相关的研究人员提供一定的参考[1]。1模型的建立1.1物理模型采用Harmonic Drive的CSF—25型谐波减速器,对其柔轮进行分析,其主要几何参数如表1所示,根据此参数建立柔轮的三维实体模型,本文中柔轮、波发生器模型的建立均在Solid Works中完...  (本文共4页) 阅读全文>>

《机械传动》2015年08期
机械传动

变结构双圆弧柔轮的应力分析

0引言谐波齿轮传动由于其具有传动比大且范围宽、传动精度高、同时啮合的齿对数多、可以通过密封壁传递运动、真空条件下工作性能好、回差小等特点,使得其在航空航天、机器人、原子反应堆等领域中得到广泛的应用[1-2]。谐波齿轮传动主要是通过柔性薄壳元件柔轮的弹性变形来传递运动和动力,谐波减速器中柔轮的应力应变情况十分复杂,用圆柱壳体作为简化的模型来计算柔轮的应力,由于做了许多的假设,计算结果存在一些偏差。随着有限元软件的快速发展,现在多用有限元软件进行应力应变的分析。谐波齿轮的齿形有直线齿形、渐开线齿形、圆弧齿形。虽然在这些齿形中渐开线齿形是发展最为完善的,但是圆弧形齿廓的柔轮能够有效的减小应力集中,易于形成油膜,扭转刚度和承载能力高的优点,且同时啮合的齿对数多,啮合侧隙分布比较均匀,使得其传动的运动精度高,能够提高柔轮的疲劳强度[3]。本文中采用双圆弧齿形为齿廓,椭圆凸轮为波发生器的谐波齿轮减速器为研究对象。通过Solid Works进...  (本文共3页) 阅读全文>>