發(fā)布時間：2020-07-25 21:57

【摘要】：諧波減速器因體積小、傳動比大、承載高、傳動效率高等諸多優(yōu)點(diǎn),因而被廣泛應(yīng)用于國防軍工、醫(yī)療器械、工業(yè)機(jī)器人、航天航空等高新技術(shù)領(lǐng)域。其結(jié)構(gòu)主要包含剛輪、柔輪和波發(fā)生器三個部件(以下簡稱剛-柔輪系統(tǒng))。大量的工程實(shí)例表明諧波減速器的疲勞主要發(fā)生在柔輪。目前,大多數(shù)研究人員在對柔輪進(jìn)行分析研究時,忽視了柔輪裝配與嚙合過程的影響,這使得分析結(jié)果的準(zhǔn)確性有待提高。本文以剛-柔輪系統(tǒng)為研究對象,重點(diǎn)研究裝配和嚙合過程中柔輪的力學(xué)與疲勞壽命問題,主要完成以下幾方面的工作:1.設(shè)計(jì)一種新的柔輪結(jié)構(gòu)。根據(jù)已有的研究成果,對柔輪的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn),并根據(jù)諧波傳動基本原理,確定剛-柔輪系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù),并建立剛-柔輪系統(tǒng)的三維模型。2.剛-柔輪系統(tǒng)的裝配與嚙合分析。提出一種剛-柔輪系統(tǒng)的裝配分析方法,通過剛?cè)狁詈?瞬態(tài)動力學(xué)的分析方法,對剛-柔輪系統(tǒng)的裝配及嚙合中柔輪的應(yīng)力分布進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,并將結(jié)構(gòu)改進(jìn)前后柔輪的應(yīng)力水平進(jìn)行對比。3.柔輪疲勞壽命分析與優(yōu)化。對柔輪的疲勞特性進(jìn)行分析;基于柔輪的結(jié)構(gòu)和材料參數(shù),對其疲勞壽命的靈敏度進(jìn)行分析,并指出柔輪疲勞設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù);最后,利用多目標(biāo)法對柔輪的疲勞壽命進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。本文研究工作考慮諧波齒輪剛-柔輪系統(tǒng)裝配與嚙合過程的動態(tài)影響,豐富和發(fā)展了諧波齒輪的分析方法。對諧波減速器的設(shè)計(jì)、分析及優(yōu)化等問題具有一定的指導(dǎo)意義。
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH132.46
【圖文】：

在“中國制造 2025”制造強(qiáng)國的發(fā)展背景下，高端智能裝備產(chǎn)內(nèi)迎來了空前的發(fā)展機(jī)會，其中最具代表性的就是工業(yè)機(jī)器人。自 2013我國已成為工業(yè)機(jī)器人全球最大的市場，同時也進(jìn)入了產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段。發(fā)展進(jìn)程中逐漸出現(xiàn)了許多難題。數(shù)據(jù)顯示，工業(yè)機(jī)器人整體成本的 30％于精密減速器，目前日本 Harmonic Drive 和 Nab Tesco 兩家公司分享了全世的精密減速器的市場份額[1, 2]。在該領(lǐng)域，我國的研究起步較晚，不可避免進(jìn)技術(shù)方面與國外拉開了較大距離，同時一些核心零部件不能自給自足，國工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展進(jìn)程受到了嚴(yán)重的制約。能否在精密減速器關(guān)鍵技術(shù)得突破，成了我國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化初級階段面對的主要問題[3]。50 年代中期，伴隨著空間科學(xué)技術(shù)的發(fā)展出現(xiàn)了一種新型的傳動方傳動。其理論基礎(chǔ)是薄殼彈性變形理論，傳動原理是行星齒輪傳動原理。1美國聯(lián)合制鞋公司研究顧問 C. Walt Musser (1909~1998)提出了其基本原大批學(xué)者對這個原理進(jìn)行不斷的研究和完善后，諧波減速器很快的被制造如圖 1.1 所示，波發(fā)生器、柔輪和剛輪（以下簡稱剛-柔輪系統(tǒng)）是諧波減三個主要組成部分。

諧波柔輪力學(xué)分析與疲勞壽命研究第 2 章 剛-柔輪系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的組成與變形理論統(tǒng)組成要零部件是剛-柔輪系統(tǒng)，傳動原理如圖 2.1 ，它可以是彈性薄殼構(gòu)件(多用于徑向諧波減速多用于端面諧波減速器）。目前，諧波減速器齒形的稍微差異外，剛輪結(jié)構(gòu)與一般內(nèi)齒輪類

方程來進(jìn)行計(jì)算。(1)內(nèi)部與外部力學(xué)因素聯(lián)系的平衡方程如圖2.2所示， 為與縱軸成 的夾角后，跨度為 的連續(xù)單元體。其中，假設(shè)內(nèi)力和外力都施加在半徑為r的環(huán)單元體中性層上，忽略高階函數(shù)的微量影響，取ě = 和 ě = ，則推出環(huán)的平衡方程為： = = = ( )式(2.1)中， 為外力的徑向分布力； 為外力切向或者軸向的分布力； 為外力的分布力矩： 為外力的法向力； 為外力的橫向力； 為外力彎矩。消除外力的法向力 和橫向力 ，得到只含有外力彎矩 的方程

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 黃超;少齒差行星減速器動態(tài)特性分析及非線性振動研究[D];重慶大學(xué);2013年

本文編號：2770419