文档介绍：北京工商大学
硕士学位论文
谐波齿轮传动短杯柔轮的结构设计和性能分析
姓名:王文静
申请学位级别:硕士
专业:机械设计及理论
指导教师:辛洪兵
20070501
要摘关键词:谐波齿轮传动短杯柔轮结构设计有限元法机床和航空航天等领域得到广泛的应用。目前产业中迫切需要提高谐波齿轮传动装置的扭转刚度和运动精度,并希望获得更小的传动比,短杯柔轮谐波传动除了具有轴向尺寸由于长径比较小,与普通杯形柔轮相比,短杯柔轮存在应力急剧增加的问题,致使时柔轮的应力分布,研究了各个结构参数对柔轮应力的影响规律,,柔轮齿根的应力状况,为采用双圆弧齿廓进一谐波齿轮传动具有体积小、重量轻、传动精度高、回差小等优点,在机器人、数控更小的特点外,更重要的是它能提高谐波传动的扭转刚度,能够改善传动系统动力性能,满足上述要求。强度更为薄弱。目前谐波齿轮传动主要生产国疽丫莆斩瘫崧值纳杓浦圃旒际酰俄罗斯和中锥危诟狈ο低车乩砺垩芯俊本文的目的就是对短杯柔轮进行结构方面的设计改进,以提高柔轮的强度。本文主要采用有限元分析方法对谐波齿轮传动短杯柔轮的不同结构进行应力分析,并提出改进意见。首先采用简化三维有限元模型分析了短杯柔轮简体部分采用不同结构应力较小,强度较高的短杯柔轮结构设计形式。其次采用三维有限元模型分析了短杯柔步提高短杯柔轮的强度提供了依据。本文得到北京市科技新星计划项目的资助。北京檀笱妒宦畚
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!H掌冢沙辏律日北京工商大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作所取得的研究成果。除了文中已经注明引用的内容外,论文中不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本声明的法律后果完全由本人承担。北京工商大学学位论文授权使用声明本人完全了解北京工商大学有关保留和使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京工商大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许学位论文被查阅和借阅;学校可以公布学位论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。C艿难宦畚脑诮饷芎笞袷卮斯娑学位论文电子版同意提交后,可于口当年口一年口二年后在学校图书馆网站上发布,供校内师生浏览。
,其原理是靠中间挠件弹性变形来实现运动或动力传递【”。谐波齿轮传动系统有三个基本构件组成:波发生器,刚轮,和作为挠性构件的柔轮,如图所示Ⅲ。在未装配前,柔轮的原始剖面为圆形,刚轮的原始剖面也为圆形,柔轮和刚轮的周节相同,但柔轮的齿数比刚轮的齿数略小,波发生器的最大直径与刚轮的内径相等。当波发生器装入柔轮内后,它将迫使柔轮产生变形成为近似椭圆形,并使其在长轴的两端的齿恰好与刚轮完全啮合,短轴上的齿则完全脱歼;而处于波发生器长轴与短轴之问的齿,则处北京工商大学硕士学位论文图甀谐波传动的组成
..∥。。。一锵分义垒.—.巢ǔ萋执ǘ奶氐愫陀τ谩8轮从动,刚轮固定时,波发生器沿着某一方向旋转,使柔轮不断变形,柔轮的齿相继由啮合转向啮出,由啮出转向脱开,由脱开转向啮入,由啮入转向啮合,从而实现柔轮相对于刚轮沿着波发生器相反方向旋转。若将柔轮固定,刚轮为从动时,其啮合过程完全类同,但刚轮将沿着与波发生器相同的旋转方向旋转。谐波齿轮传动的这种运动转换是基于挠性构件的弹性变形来实现的。变形原理可以通过下面这个简单的例子来说明】,如图。这是一个由承受力停作用的不可伸长的挠性带组成的特殊机构。在平衡位置时,挠性带将在五方向产生一个横向位移∞,而且必由此可以看出纵向位移怯珊嵯蛭灰粕和ü有源谋湫尾摹与啮合的齿对数多,最多可达总齿数~%;传动精度高;回差小、重量轻、体积小、下正常工作等优点。这些优点是其他传动所难以达到的,所以,谐波齿轮传动目前在很多运转性能是十分令人满意的。它常作为小功率、高精度、大传动比的传动,用于航天飞行于部分啮入和部分啮出的不同的过渡状态。5本哂腥嵝灾岢械耐孤植ǚ⑸魑V鞫将在,,的相反方向产生一个纵向位移S善胶馓跫梢缘玫较旅娴姆匠蹋谐波齿轮传动主要特点有:传动比大而且范围宽,单级传动比可达~煌辈噪声小、速比高;传动平稳;承载能力大;传动效率高并能在密闭空间和介质辐射的工况领域的都得到广泛的应用。在航天技术领域中,试验和运转的实践表明,工作在火箭和卫星中的谐波齿轮传动的器、遥控操