论文部分内容阅读
谐波齿轮传动是基于薄壳弹性变形的传动技术,已广泛应用于航空航天、能源、通讯、机器人等众多领域。本文围绕渐开线谐波齿轮的共轭齿廓设计及其渐开线拟合、侧隙计算、啮合力及啮合齿对数与传动扭矩之间的关系,柔轮的扭转刚度特性等内容开展研究。 应用基于柔轮弹性变形的共轭精确算法,计算切向位移引起的转角和齿廓对称线相对于径矢的转角,获得与原始齿廓共轭的共轭离散点,用数值逼近方法拟合求解获得刚轮渐开线齿形的相关参数。 按照渐开线之间的最短距离算法建立渐开线谐波齿轮在装配状态下的侧隙计算方法。计算表明:渐开线齿廓谐波齿轮的最小侧隙只发生在柔轮齿顶或刚轮齿顶。在Solidworks环境下对装配状态谐波齿廓进行三维建模和干涉检查,并利用侧隙测量手段对理论结果进行验证。 基于侧隙分布,迭代计算不同转动状态下的啮合力和啮合齿对数。在ANSYS环境下通过柔轮和波发生器之间的接触分析,计算双圆盘波发生器作用下单位切向力引起的周向位移,获得周向力与周向位移关系;采用消除侧隙的方法迭代计算啮合力和啮合齿对数的变化规律。 轮齿受载后将发生轮齿局部和柔轮简体的变形,不仅影响啮合轮齿的载荷分配,还会影响传动刚度。在计算传动扭转刚度时,根据每个齿所受到的啮合力,乘以柔轮半径得到每个齿单元的扭矩,累加获得谐波齿轮的传动扭矩。依据柔轮转过的角度与扭矩的关系,最终得出谐波齿轮传动的扭转刚度特性。