焊接杯型柔性齿轮的结构工艺研究

为克服采用整体加工方法制造谐波传动柔性齿轮存在的材料利用率低、加工工艺性差以及废品率高的不足．提出了焊接杯型柔性齿轮的新工艺．通过理论分析和实测柔轮筒体的应力分布。确定了焊缝位置：根据柔轮结构和工作环境以及焊接的要求．选择了柔轮材料为３０ＣｒＭｎＳｉＡ钢．采用等离子弧焊：针对三种不同接头形式的焊接柔轮．作了不同扭矩、转速与应力循环次数的试验．结果表明：焊缝位置选择合理．焊接方法正确：环形对接与单卷边角接接头形式的焊接柔轮具有与整体加工的柔轮完全相同的性能．     

谐波齿轮柔轮啮合点周向刚度的理论分析及仿真

为揭示柔轮结构对其啮合点周向刚度的影响规律,提升谐波齿轮的传动刚度,提出柔轮啮合点周向刚度的理论计算方法。该算法首先将周向力引起的柔轮啮合点变形拆分为筒体变形和齿体变形,分别推导周向力作用下柔轮杯底、光筒、齿圈和圆弧过渡部分的扭转变形及渐开线轮齿的弯曲和齿根转动的理论公式,并基于周向位移等效折算柔轮啮合点周向刚度;然后建立包含工艺结构及渐开线齿廓等真实结构的杯型柔轮实体单元有限元模型,对未装配变形柔轮模型和波发生器作用下产生装配变形的柔轮模型分别施加周向力,获得柔轮筒体和齿体的负载变形。有限元仿真结果表明:杯底对柔轮筒体的扭转刚度的影响最大,齿体弯曲在齿体变形中的占比最大;装配变形增加了柔轮筒体的刚度,使其负载周向变形减小了约10%;减小齿廓压力角、增大变位系数和齿宽,可提高齿体刚度;柔轮筒体和齿体变形的理论解与有限元解的偏差分别为1.3%和2.2%;啮合点周向刚度的理论解与有限元解的相对偏差为-5%,验证了该算法的有效性。     

机器人关节短筒谐波减速器接触计算与分析

为了研究机器人关节常用短筒谐波减速器在不同负载下的接触应力和变形分布,采用AN-SYS有限元分析软件,建立了柔轮和波发生器面面接触的空载有限元模型,并根据实验得到的啮合力公式,对柔轮与刚轮的啮合边界条件进行了计算。在此基础上,利用前置条件共轭梯度法求解了柔轮在不同载荷下的应力与变形,分析了柔轮应力和变形与所受载荷之间的关系及其变化规律,发现负载的增大可使柔轮齿圈截面的变形和应力增量呈等比增大,且不会引起变形和应力增量分布位置的变化。通过柔轮空载的变形实验、柔轮破坏实例以及柔轮轴向应力分布实验的比较发现,所计算的结果与实验结果较为吻合,为谐波减速器短筒柔轮承载能力的计算、结构及制造工艺的优化提供了一种准确、有效的方法。     

谐波齿轮传动小长径比柔轮有限元应力分析

谐波齿轮传动的主要失效形式是柔轮的疲劳断裂,小长径比的柔轮的强度更为薄弱.本文对长径比为0.5的柔轮进行空载情况下的有限元分析,通过对柔轮筒壁三维简化模型的参数进行改进,设计出应力较小的小长径比的柔轮.     

双圆弧谐波传动齿廓参数对柔轮应力影响

针对设计规范中未考虑齿廓参数对柔轮疲劳寿命影响的问题,采用包络法设计无公切线双圆弧共轭齿廓,进行多体接触有限元分析,并建立齿廓参数与柔轮应力的响应面模型,分析各齿廓参数对柔轮应力的影响规律.结果表明:由于刚轮与柔轮之间的啮合齿对会约束装入波发生器时产生的柔轮变形,所以柔轮应力对齿廓参数变化的敏感度较高;谐波传动为多齿啮合传动,单个接触齿对受载较小,载荷对柔轮应力影响较小;齿厚比和双圆弧倾角对柔轮应力的影响最大,齿顶高系数和齿根圆角半径的影响次之,齿根高系数的影响最小;柔轮应力随齿根半径和齿根高系数的增大先减小后增大,其余齿形参数与柔轮应力呈负相关.     

封闭谐波齿轮传动柔轮应力分析

本文利用弹性薄壳理论和能量变分原理导出了直筒形封闭柔轮的位移和应力表达式,并对柔轮应力进行了分析,对封闭柔轮和一般柔轮的应力分布规律进行了比较.     

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。     

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。     

缠绕式提升机圆板支轮位置对筒壳应力的影响

通过对缠绕式提升机圆板支轮筒壳应力的分析，得出支轮处弯矩不一定是支轮区的最大弯矩；指出了支轮位置的选择范围．按此范围设计的卷筒，使用效果良好．     

具有筒型结构的回转机械的应力特性分析

对磨机筒体上的作用载荷进行了分析,用有限元对筒体进行了静态应力分析和模态分析,得出了正常工作状态和启动状态时筒体、螺栓孔和人孔的应力分布及磨机筒体的前六阶振型,为磨机筒体及同类结构设计和工艺改进提供了理论依据     

齿顶修形行星轮系啮合刚度分析

以含有太阳轮减重孔、齿圈固定孔、柔性系杆的行星轮系为研究对象，基于ANSYS软件，建立了考虑实际结构的修形行星轮系有限元模型.基于该模型，研究了齿顶修形以及减重孔、齿圈轮缘厚度、柔性系杆等齿轮结构对行星轮系时变啮合刚度的影响.研究结果表明:齿顶修形改变了啮合刚度曲线的形状和数值大小;减重孔增大将导致啮合刚度减小而齿圈支持率变大使啮合刚度增加;同时，系杆越柔，行星轮系啮合刚度波动越小.研究结果可为实际生产中考虑修形的行星轮系设计提供理论依据.     

柔性飞机起落架设计探析

以弹性飞机的三质量块等效模型、油气缓冲器多方指数气体弹力模型、油气缓冲器速率平方油孔阻力模型、幂函数轮胎力模型进行弹性飞机着陆动力学模拟,采用柔性飞机起落架优化设计方法,研究了机体结构振动对起落架设计参数优化的影响,探讨了改进柔性飞机起落架设计的被动控制方法。     

少齿数非对称斜齿轮根切与动态特性的研究

基于齿轮加工原理,建立了非对称齿条刀具法面方程,通过齐次坐标进行矩阵转换,推导了产形轮的齿廓方程.利用产形轮表面根切点的切向量为零,求解出不发生根切的径向变位系数取值范围,为少齿数非对称斜齿轮的参数取值提供依据.根据该齿轮啮合有限元模型,计算出轮齿在完整啮合周期下,齿根节点各向加速度和齿根VonMises应力随时间变化的规律,分析了不同速度和不同载荷对齿根冲击应力的影响.对啮合的齿轮副进行齿顶修形,得到不同修形量时的齿根冲击应力曲线.结果表明:x,y和z方向对非对称少齿数斜齿轮振动的影响都很大,转速比转矩对冲击的影响要大,适当的修形会减小冲击应力.     

柔性耦合轮对转向架的径向原理和稳定性分析

高速和轻型铰接式车辆采用柔性耦合轮对转向架具有快速连挂、易于分解和检修等优点 .在建立柔性耦合轮对转向架的车组模型基础上 ,分析了其径向原理和运行稳定性 ,与传统构架式转向架的铰接车辆和独立式车辆的动力学性能进行了比较 .在选择合适的耦合和悬挂系统参数条件下 ,采用柔性耦合轮对转向架的铰接车组具有良好的运行稳定性和较高的蛇行临界速度 ,中间的耦合轮对可以实现几乎纯径向的曲线通过 .     

基于Pro/E、ADAMS和ANSYS的齿轮减速器一体化开发平台

阐述了基于Pro/E、ADAMS和ANSYS的齿轮减速器一体化开发平台的建造过程.建立了齿轮设计的最优化数学模型,设计了算法并编辑了优化程序;对Pro/E进行二次开发,实现了齿轮的参数化最优化建模;利用ADAMS进行运动学仿真,利用ANSYS进行有限元分析,形成了齿轮的闭环设计.整合了以上3个软件后所建立的虚拟样机环境,不仅建立了单个轮齿的柔性体模型,而且可以仿真计算出减速器的运动学、动力学和应力应变等参数.     

双模数大排量齿轮泵动态特性仿真研究

设计双模数啮合齿轮泵,对主、从动齿轮啮合过程及接触强度进行了仿真研究.将两种不同模数的齿轮进行匹配,设计双模数主、从动齿轮,提高齿轮的排量;以刚度、阻尼、摩擦系数模拟齿轮之间的油膜间隙,对主、从动齿轮的工作过程进行仿真研究,再利用Workbench对主、从动齿轮进行接触有限元分析.计算分析结果表明:双模齿轮泵排量是同体积齿轮泵的2～6倍,齿轮泵工作时,第一对小齿啮合时接触应力最大,从动齿轮工作过程中的变形量大于主动齿轮,两齿轮的安全系数较大,强度能够满足使用要求.     

基于齿轮修形的汽车变速器齿轮啸叫噪声改善研究

为降低汽车变速器齿轮啸叫噪声,以某变速箱变速器主减速齿轮副为研究对象,借助于Masta仿真软件对齿形和齿向修形进行了仿真研究.通过分析不同修形参数对齿轮传动特性的影响,得到了修形参数对齿轮传动误差和接触应力的影响规律.结果表明:适当的齿顶修缘能有效减小齿轮啮合干涉;适当的齿形鼓形修整能有效改善齿根与齿顶的干涉现象;适当的齿向鼓形修整能有效改善最大接触应力偏载现象;共同产生降低齿轮传动误差和最大齿面接触应力的作用.     

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.     

基于随动加载的起落架载荷误差评估与修正

全尺寸飞机柔性起落架静力试验中,起落架受载变形引起加载力线改变,从而带来加载误差。为提高加载准确度,起落架随动加载技术被广泛使用。本文通过对随动加载模型的分析,得出该加载技术试验过程中理论上依然存在加载误差。采用向量、矩阵运算结合力学平衡方程推导得到随动加载技术误差计算公式和载荷修正公式。选取某型飞机起落架静力试验典型工况（两点滑行刹车）进行载荷误差评估、修正与验证。结果表明：随动加载技术试验过程中航向和垂向最大加载误差小于工程允许的1%误差,侧向加载误差引起的最大约束反力误差小于工程允许的5kN;载荷修正后,最大约束反力误差小于2kN,加载准确度得到了进一步提升。本文从理论上分析了柔性起落架发生变形后载荷误差并进行修正,为起落架静强度试验过程中主动载荷和约束点载荷误差分析提供了理论依据。