諧波傳動(dòng)依靠柔輪彈性變形解決了大傳動(dòng)比和結(jié)構(gòu)尺寸間相互矛盾的難題,已成為當(dāng)今宇航探測(cè)、人工智能和軍事領(lǐng)域的重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象。但由于柔輪需要承受每分鐘上千次的循環(huán)交變應(yīng)力,其疲勞強(qiáng)度和使用壽命嚴(yán)重制約了諧波的傳動(dòng)性能。因此,分析柔輪結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)變形和應(yīng)力的影響,開(kāi)展柔輪的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和疲勞敏感性等研究就具有極其重要的意義。本文以禮帽型SHF14諧波減速器為研究對(duì)象,建立其與波發(fā)生器裝配的參數(shù)化模型,通過(guò)理論推導(dǎo)和數(shù)值仿真相結(jié)合的方式開(kāi)展不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)柔輪變形和應(yīng)力的規(guī)律研究,隨后基于響應(yīng)面法和BBD實(shí)驗(yàn)樣本點(diǎn)設(shè)計(jì)尋求結(jié)構(gòu)的最優(yōu)解,主要研究?jī)?nèi)容為:1.基于禮帽型柔輪與波發(fā)生器的接觸狀態(tài),借助結(jié)構(gòu)撓度理論和疲勞強(qiáng)度公式,分析影響禮帽型柔輪變形和應(yīng)力分布的關(guān)鍵參數(shù),并比較其與傳統(tǒng)杯型結(jié)構(gòu)之間的異同。2.通過(guò)在Creo2.0軟件中建立禮帽型柔輪與波發(fā)生器的參數(shù)化裝配模型,利用聯(lián)合仿真界面將其導(dǎo)入ANSYS Workbench中。然后定義兩構(gòu)件接觸面之間的摩擦、穿透等非線性行為,并在重點(diǎn)區(qū)域設(shè)定觀測(cè)路徑,最終分析柔輪靜態(tài)下的變形規(guī)律和應(yīng)力分布等。研究發(fā)現(xiàn),禮帽型柔輪的最大變形和等效應(yīng)力的位置與杯型柔輪相似,... 

【文章來(lái)源】：江蘇科技大學(xué)江蘇省

【文章頁(yè)數(shù)】：82 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 諧波傳動(dòng)背景與應(yīng)用
    1.3 諧波傳動(dòng)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 本文研究?jī)?nèi)容
第2章 諧波傳動(dòng)接觸與強(qiáng)度理論
    2.1 諧波傳動(dòng)基本原理
        2.1.1 諧波齒輪的基本構(gòu)造
        2.1.2 傳動(dòng)比計(jì)算
    2.2 禮帽型柔輪概述
    2.3 柔輪撓度與接觸應(yīng)力
    2.4 柔輪結(jié)構(gòu)失效分析
        2.4.1 齒面磨損分析
        2.4.2 疲勞強(qiáng)度分析
        2.4.3 結(jié)構(gòu)失穩(wěn)分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章 柔輪建模與有限元分析
    3.1 柔輪參數(shù)化建模
        3.1.1 禮帽型柔輪結(jié)構(gòu)建模
        3.1.2 波發(fā)生器結(jié)構(gòu)建模
    3.2 有限元接觸分析
        3.2.1 ANSYS軟件介紹
        3.2.2 非線性接觸定義
    3.3 禮帽型柔輪與波發(fā)生器裝配設(shè)定
        3.3.1 三維模型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化
        3.3.2 模型導(dǎo)入與材料定義
        3.3.3 模型分割與網(wǎng)格劃分
        3.3.4 禮帽型柔輪、波發(fā)生器邊界約束和接觸面定義
    3.4 路徑設(shè)置與有限元分析
        3.4.1 觀測(cè)路徑設(shè)置
        3.4.2 禮帽型柔輪位移分析
        3.4.3 禮帽型柔輪應(yīng)力分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 禮帽型柔輪對(duì)不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的響應(yīng)
    4.1 不同長(zhǎng)徑比的柔輪變形和應(yīng)力研究
        4.1.1 不同長(zhǎng)徑比柔輪的變形和應(yīng)力趨勢(shì)
        4.1.2 不同長(zhǎng)徑比的柔輪變形分析
        4.1.3 不同長(zhǎng)徑比的柔輪等效應(yīng)力分析
    4.2 不同壁厚的柔輪變形和應(yīng)力研究
        4.2.1 不同壁厚柔輪的變形和應(yīng)力趨勢(shì)
        4.2.2 不同壁厚的柔輪等效應(yīng)力分析
    4.3 不同圓角半徑的柔輪變形和應(yīng)力研究
        4.3.1 不同圓角半徑柔輪的變形和應(yīng)力趨勢(shì)
        4.3.2 不同圓角半徑的柔輪等效應(yīng)力分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 禮帽型柔輪的多目標(biāo)響應(yīng)優(yōu)化
    5.1 引言
    5.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)理論
        5.2.1 響應(yīng)面法概述
        5.2.2 響應(yīng)面建模理論
        5.2.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法
    5.3 禮帽型柔輪多目標(biāo)優(yōu)化
        5.3.1 模型合理性驗(yàn)證
        5.3.2 優(yōu)化目標(biāo)與約束的確定
        5.3.3 靈敏度及響應(yīng)面分析
        5.3.4 優(yōu)化結(jié)果分析
        5.3.5 優(yōu)化前后柔輪的力學(xué)性能變化
    5.4 優(yōu)化后尺寸參數(shù)的校核
    5.5 禮帽型諧波減速器的樣機(jī)試制
    5.6 本章小結(jié)
第6章 禮帽型柔輪的模態(tài)與疲勞敏感性分析
    6.1 模態(tài)理論概述
    6.2 模態(tài)結(jié)果分析
    6.3 柔輪疲勞概述
    6.4 不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的禮帽型柔輪疲勞分析
        6.4.1 不同長(zhǎng)徑比的疲勞分析
        6.4.2 不同壁厚的疲勞分析
        6.4.3 不同圓角半徑的疲勞分析
    6.5 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間學(xué)術(shù)成果與科研項(xiàng)目
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]諧波減速器中柔輪結(jié)構(gòu)屈曲有限元分析[J]. 張慶茹,黃迪山,顧京君.  機(jī)械傳動(dòng). 2017(02)
[4]諧波減速器柔性薄壁軸承的力學(xué)特性分析[J]. 姜祎,王亞珍,趙坤,蘇達(dá)士.  軸承. 2017(01)
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博士論文
[1]響應(yīng)曲面方法中試驗(yàn)設(shè)計(jì)與模型估計(jì)的比較研究[D]. 方俊濤.天津大學(xué) 2011

碩士論文
[1]諧波齒輪傳動(dòng)柔輪變形特性研究[D]. 柴文杰.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 2017
[2]結(jié)合廣義線性模型與貝葉斯方法的非正態(tài)響應(yīng)穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)[D]. 董超.南京理工大學(xué) 2017
[3]某諧波減速機(jī)波發(fā)生器柔性軸承疲勞壽命研究與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D]. 王靜靜.湖南大學(xué) 2016
[4]諧波減速器柔輪力學(xué)特性分析[D]. 解恒鵬.重慶大學(xué) 2015
[5]諧波傳動(dòng)機(jī)構(gòu)柔輪的應(yīng)力分布及壽命特性分析[D]. 趙建虎.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
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[7]高承載諧波齒輪傳動(dòng)技術(shù)的研究[D]. 酈黎偉.南京理工大學(xué) 2012
[8]諧波減速器彈性薄壁構(gòu)件的疲勞壽命分析[D]. 潘銀良.重慶大學(xué) 2011



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