內嚙輸出環(huán)形重載精密諧波傳動承載與失效的研究.pdf

1、在航天特殊工況下，要求伺服傳動系統(tǒng)具有小型化、輕量化、承載能力極大化的特點，普通商業(yè)化的產品難以滿足指標要求，傳統(tǒng)的諧波傳動設計都是基于假設性力學模型和經驗公式，尤其對于重載精密諧波傳動的設計尚缺乏理論支撐和試驗驗證。本文以內嚙輸出重載環(huán)形諧波齒輪為研究對象，充分考慮航天工況的特殊性，重點對其力學性能、承載能力及失效進行了理論研究，旨在為設計滿足航天需求的新產品提供必要的理論依據。
　　 文中首先在以往研究和航天工況下諧波傳動承

2、載特性基礎上，分析得出諧波傳動中薄弱環(huán)節(jié)柔輪的應力與變形直接影響系統(tǒng)的承載能力。應用一般設計理論對柔輪進行設計，借助Abaqus有限元工具對其進行裝配體應力與變形仿真分析，分析結果表明，柔輪主要截面的應力與變形和理論值存在差異，通過對差異的研究發(fā)現有限元計算更能揭示柔輪真實的應力和變形規(guī)律。進而通過改變柔輪長徑比、壁厚、輸入齒寬、輸出齒寬等結構參數，得到了結構參數對環(huán)形諧波傳動空載下應力與變形的影響規(guī)律。
　　 根據航天工況載荷

3、的特殊性，在裝配體仿真的基礎上對環(huán)形諧波傳動進行1倍到5倍額定載荷下的柔輪應力與變形分析，通過提取柔輪典型截面在不同載荷下的應力與位移值作對比研究，找出了柔輪承載下的危險截面及其主要影響應力，得到了柔輪應力與變形隨載荷的變化規(guī)律。同時研究了柔輪長徑比、壁厚、輸入齒寬、輸出齒寬等主要結構參數對柔輪承載能力的影響，通過對不同結構參數下環(huán)形諧波傳動1倍、3倍和5倍載荷下的應力分析，獲得了承載能力隨柔輪結構參數變化的規(guī)律，研究表明柔輪長徑比、柔