谐波齿轮传动中柔轮的疲劳强度分析

本文简介了谐波齿轮传动的原理和特点，着重对谐波齿轮传动中的关键构件──柔轮，用材料力学的方法进行变形和受力分析，从而得出了应力和疲劳强度的计算式。     

四齿差谐波齿轮传动柔轮的强度特征

通过分析柔轮的轮齿影响系数和齿根应力集中系数 ,得出四齿差谐波齿轮传动的 kt值比其对应的二齿差谐波齿轮传动至少减小 1 0 ,而且 kσ值也有减小 ,这导致四齿差谐波齿轮中柔轮应力水平的降低 .通过有限元分析发现 ,由于刚度不连续现象的减弱 ,四齿差谐波齿轮传动中柔轮的变形形状更接近于理论值 ,这改善了传动的啮合质量 ,降低了动载荷 ;柔轮所需的变形力降低到 75 ,因此波发生器与柔性轴承及柔轮环节的磨损减弱 ,提高了传动效率 ;柔轮齿根最大应力值之比的有限元分析结果与考虑轮齿影响系数 kt的理论估算比较接近     

动力諧波齿轮传动啮合侧隙公式及二类界限函数的探讨

本文根据空间啮合二类界限函数,讨论了谐波齿轮传动的柔性齿轮筒体在不同输出扭矩作用下齿面啮合区域的变化规律,为分析谐波齿轮传动齿顶过渡干涉提供了比较适合的计算方法,且为研究谐波齿轮传动中柔轮沿齿长方向进行齿廓修形提供了理论依据。     

计算机辅助端面谐波齿轮传动的啮合分析

针对已有的端面谐波齿轮传动机构采用切向变位,不符合实际加工情况等问题,运用板壳理论的分析结果,对端面谐波齿轮传动的啮合原理、结构特点和运动规律进行了深入研究,获得柔轮在波发生器作用下的变形规律.结合实际,采用高度变位,导出刚轮和柔轮共轭齿廓的相对运动方程及侧隙方程.在此基础上,编写了端面谐波齿轮传动的啮合分析软件.利用该软件对端面谐波齿轮传动进行啮合分析,能够为确定最佳传动方案提供合理的啮合参数和结构参数,经实验证实,采用20°齿形角,柔轮最大变形量在2.1～2.3 mm范围内,啮合性能理想.     

齿啮输出谐波传动柔轮变形的研究

该文根据板壳理论推导了齿啮式谐波传动柔轮中面的变形方程，得到了波发生器作用下柔轮的波发生器端与齿啮输出端之间的变形关系曲线，据此设计的谐波齿轮齿啮参数既不会产生齿廓干涉又不会使传动侧隙过大。并用实例验证了所建立的数学模型的正确性。研究的结果对齿啮式输出谐波传动的啮合参数设计提供了理论依据。     

三圆弧谐波齿轮传动齿廓设计及参数优化

以三圆弧谐波齿轮为研究对象,结合改进运动学法和数值离散思想方法,求解出谐波齿轮柔轮齿廓方程和谐波齿轮传动的啮合不变矩阵,进而求解柔轮共轭齿廓;在共轭齿廓基础上,采用圆弧拟合和几何计算相结合的方法,设计求解出刚轮齿廓,并分析柔轮齿廓参数对柔轮共轭齿廓的影响。为进一步提高谐波齿轮的传动精度、传动平稳性、啮合刚度和承载能力,以增大谐波齿轮传动双共轭区间为目标,建立优化函数,对柔轮齿廓参数进行单变量和多变量优化分析。研究结果表明:采用合理的齿廓参数,可增加刚轮齿廓所包含的柔轮的理论共轭啮合点,最大化谐波齿轮传动双共轭区间,提高谐波齿轮啮合传动特性。     

XB-I型谐波齿轮电动葫芦可靠性分析

为了确保新开发的ＸＢ－Ｉ型谐波齿轮电动葫芦安全运行，对该装置进行了可靠性分析．分析了柔轮的失效形式，给出了柔轮的设计强度图，对柔轮进行了可靠度计算，并对１吨ＸＢ－Ｉ型谐波齿轮电动葫芦及其柔轮进行了运行制度、下滑量、噪声和疲劳强度实验．实验结果表明，该装置的性能符合ＪＢ２１００－７７有关的技术要求．     

裂纹对谐波齿轮传动扭转刚度的影响

运用断裂力学、材料力学和系统动力学理论来研究裂纹的存在对谐波齿轮传动扭转刚度的影响.推导了考虑裂纹后各构件的柔度、刚度系数解析计算公式.给出了求解传动扭转刚度的计算方法并举例说明,这种方法简单,适合工程计算.     

四齿差谐波齿轮传动的啮合原理

在利用运动学法建立的谐波齿轮传动理论啮合方程的基础上,研究了啮合参数和结构参数对四齿差谐波齿轮传动共轭区间的影响规律;揭示了柔轮与刚轮共轭齿廓相对运动的特点;数值方法证明四齿差谐波齿轮传动可以使用渐开线齿廓,这为实际生产提供了理论依据．     

谐波齿轮柔轮有限元分析及结构参数优选

为了提高谐波齿轮传动的使用寿命,需要提高柔轮的强度。本文基于有限元分析软件ideas,建立谐波齿轮柔轮的有限元模型,对其进行静力学分析,得到了柔轮应力及位移分布规律,最大应力出现在柔轮齿根与光滑简体过渡处。并通过对柔轮结构参数的优选,得到了质量轻、强度大、刚度合格的柔轮。为谐波齿轮传动中柔轮设计参数的选择提供了有价值的参考。     

卫星转动部件不平衡性的建模及分析

针对采用反作用飞轮作为执行机构的高精度指向卫星,卫星转动部件在运行状态下由于不平衡性出现的高频振动,容易引起星体抖动,严重影响卫星的指向精度。为了分析产生的高频抖动对高精度指向卫星的影响,星上转动部件以反作用飞轮为例,首先介绍了反作用飞轮的工作原理;其次在建立反作用飞轮扰动的经验模型和分析模型的基础上,为了克服前两种模型的缺点,又在分析模型中加入高次谐波,得到包含高次谐波扰动和轴承柔性的扩展模型;最后通过设计控制律,对卫星姿态机动进行控制,并进行了MATLAB仿真算例,得出在实际控制系统设计中扩展模型是一种更有效的扰动模型的结论。     

紧固件及装配应力对柔轮强度的影响

柔轮在谐波齿轮传动中是至关重要的零件,由于受力复杂,设计中的强度计算问题,乞今尚未得到满意的解决。动态应力测试的目的是通过实验的方法寻求更合理的设计依据。实验中不仅发现柔轮杯底扭裂这一事实,而且发现紧固件螺钉头部的尺寸及装配应力对柔轮杯底的扭裂均产生不可忽视的影响。     

柔轮动态应力的实验研究

谐波齿轮传动机构的关键零件是柔轮,它决定了传动机构的使用寿命。由于柔轮的结构和受力比较复杂,从理论上进行分析柔轮的动态应力是很困难的,故采用实验方法来研究。用电测应力法,通过遥测的方式进行实验记录,从此得出柔轮上几个特征截面的应力随载荷增长的变化曲线,确定危险截面的位置和影响危险应力的因素,给理论研究和改进设计指出方向。     

立井井壁厚度的围岩压力最大值确定法

根据立井井壁破裂事故的调研,将井壁变形灾害分为五类,提出采用适当强度的井壁承受常规围岩压力;预测可能发生变形灾害的类型,设计谐调变形井壁结构,躲开井壁不可承受的灾害性荷栽。推出了由围岩压力最大值确定井壁厚度的简化计算公式,通过与精确解进行对比分析,给出了该简化公式的误差补偿系数。千米深立井的井壁结构设计实践与分析表明：此简化公式不仅便于工程应用,而且所设计的井壁能够满足“安全可靠、经济合理”的要求。最后讨论了井壁设计厚度的合理区间、井壁混凝土强度的合适等级,对抵御不同变形灾害的谐调井壁结构形式进行了初步讨论。     

谐波柔轮力学分析与疲劳寿命研究

为了完善谐波齿轮刚-柔轮系统装配与啮合过程中的力学响应及柔轮疲劳寿命研究,提出了一种基于刚柔耦合与瞬态动力学分析理论的刚-柔轮系统装配与啮合分析方法,得到了更加准确与合理的谐波柔轮装配及啮合过程中柔轮的应力分布和疲劳失效位置;柔轮结构和材料参数变化对其疲劳寿命的灵敏度研究,指出了柔轮疲劳设计的关键参数,并进一步指出了柔轮的疲劳寿命尺寸效应具有敏感区间,据此建立了柔轮的疲劳寿命模型.结果表明,谐波齿轮刚-柔轮系统的力学与疲劳寿命分析不能忽略装配与啮合过程的影响;柔轮的设计应该规避疲劳寿命尺寸效应的敏感区间,以提高谐波齿轮的使用寿命.     

LK500型顶驱传动系统的动态特性分析

为了更好地解决顶驱装置传动系统在特殊工况下运行不平稳的问题,以LK500型顶驱为研究对象,对其传动系统的实时动态特性进行分析.建立传动系统的三维模型及齿轮轴大齿轮的有限元模型,借助Ansys-Workbench分析软件对齿轮轴大齿轮进行模态分析及谐响应分析,应用ADAMS分析了齿轮轴柔性对齿轮副啮合力、啮合误差的影响.结果表明:要使传动系统能够更加平稳运行,避免发生共振,系统激励的频率应尽量避开齿轮的固有频率;齿轮轴为柔性轴时对轮齿间的啮合力影响较小,啮合误差较大,使系统产生振动,影响运行平稳性.仿真结果为研究顶驱齿轮传动系统的动态性能及优化设计提供了参考.     

拖拉机载荷分析的概率方法

以推导出的估计随机变量函数平均值和标准差的近似公式为基础,提出拖拉机载荷分析的概率方法;分析了拖拉机机组在纵垂面内的载荷,并将分析结果与测试结果作了比较.     

车轮多边形情况下轮轨接触算法

接触斑的法向应力分布是轮轨动力学分析和轮轨磨耗计算的基础。铁路车辆采用的磨耗型踏面出现多边形时,接触点处的轮轨横向曲率和纵向曲率都随接触位置的变化而变化,此时最常用的赫兹接触方法的精度难以保证。非赫兹方法的计算精度高,但其效率不能满足工程计算要求。应用非赫兹方法分析了车轮多边形引起的轮轨纵向曲率变化对接触斑的影响,发现当车轮多边形波长大于65 mm时,多边形对接触斑应力分布的影响可忽略不计。然后提出了改进的半赫兹方法,并对不同接触位置的接触斑形状和应力分布进行对比分析,结果表明：多边形波长大于65 mm时,改进的半赫兹方法在与非赫兹方法的结果保持一致的同时,大大缩短了计算时间。     

锁相环在有源电力滤波器中的应用

针对在有源滤波器设计过程中，参考电流的获取有很高的实时性要求，用数字方法实现，并在实现过程中采用了锁相环同步采样技术，给出了锁相环的硬件设计过程，最后通过仿真验证了其有效性和可行性。     

滚刀径向整体铲磨砂轮精确计算

中等模数以下滚刀齿形的全齿面以及齿顶和齿底圆弧要求一次铲磨形成,铲磨砂轮截形需要精确计算.分析滚刀径向铲磨运动,以整体精确铲磨出滚刀设计齿形为目标,依据齿面啮合原理,建立滚刀铲磨砂轮廓形的数学模型.再由砂轮截面廓形及铲磨时砂轮与滚刀的啮合条件,建立滚刀实际铲背曲面模型,并给出滚刀重磨后齿形与理想齿形的偏差计算方法.对一种直槽零前角剃前滚刀、一种螺旋槽零前角圆弧滚刀进行铲背砂轮截形及滚刀重磨误差计算,结果表明该方法精确、有效.可用于计算滚刀径向铲磨砂轮数控修整的时砂轮截形和确定滚刀铲磨工艺参数.