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格林娱乐基于瞬心线C齿形设计与分析

发布时间:2018-11-21

  课题源于国家自然科学基金项目“谐波齿轮传动弹性运动几何学及其齿形设计方法研究”(No.50975038),基于谐波齿轮传动课题组前人较成熟的研究成果之上提出了一种新齿形,建立了谐波传动柔轮杯体结构的参数设计准则,同时对这种齿廓进行运动学仿真。通过有限元分析软件Abaqus对谐波减速器工作的过程进行了动态仿真,从仿真结果中可以得到柔轮上中性层节点在负载情况下的位移,并对其进行了傅立叶拟合,从而得到了负载时的瞬心线,同时根据瞬心线的畸变规律对柔轮齿形进行了改进及性能评价。 首先,本文提出一种齿形和柔轮结构参数的设计准则,并且在给定刚轮齿廓的前提下,基于瞬心线的基本啮合理论,通过解共轭方程和坐标转换得出与刚轮齿廓对应的柔轮齿廓;编制MATLAB GUI界面,方便了柔轮结构参数和齿形参数的输入,模拟了共轭过程的运动学仿真并通过干涉校验来确定和改进齿形参数,实现了谐波传动共轭齿形求解及啮合性能参数的可视化输出,进而方便了对初始参数的修改和人机互动。 其次,运用Abaqus软件建立出了杯形柔轮谐波传动的有限元模型,并采用Abaqus自带的通用型隐式算法ABAQUS/Standard对波发生器装入柔轮杯体的过程进行了模拟仿真,从结果文件中可以得到柔轮薄壁中性层节点在空载情况下的周向、径向以及转角位移,同时与理论位移进行了对比分析。利用Abaqus中适合计算瞬态分析的显式算法ABAQUS/Explicit对加载运转时的谐波齿轮传动过程进行了动态仿真,在此基础上对柔轮负载时的变形规律进行了分析,用Matlab里的cftool工具箱上的Fourier方程对此变形规律进行拟合,进而得到瞬心线的畸变规律,并在此基础上对柔轮齿廓进行改进,同时研究改进后的齿形特性。 参考圆弧齿和摆线齿形的性能优点,设计出一种啮合性能较好的3C齿形,其齿廓由两圆弧(Circle)和一条摆线(Cycloid)组成,并用Matlab对其进行了运动学仿线C齿形谐波齿轮传动过程的动态仿真,结果表明这种齿廓在空载和负载两种情况下的瞬心线比较稳定,并且.啮合性能明显优于渐开线C齿形的优越性。 本文在谐波齿轮传动的结构参数设计原则以及齿形啮合性能的评价方面的研究方法和结论,对谐波传动的疲劳寿命和啮合性能等相关领域的研究有着十分重要的实用价值与意义。

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