摘要：针对谐波齿轮减速器中存在的磨损和变形因素导致减速器传动精度低、可靠性差等问题,建立考虑磨损与变形的谐波齿轮减速器传动误差模型,并进行精度可靠性分析与优化设计。通过分析传动误差的影响因素建立了传动误差模型;基于磨损经验模型和试验数据,应用贝叶斯修正方法建立动态磨损模型,同时根据试验数据和高斯过程回归建立柔轮变形模型;综合获得的传动误差模型、磨损模型和柔轮变形模型建立谐波齿轮精度可靠性模型,并应用基于拉丁超立方抽样的Kriging代理模型和蒙特卡洛法求解某谐波齿轮减速器传动精度可靠度。最后采用序列二次规划法对谐波齿轮减速器进行优化设计。优化结果表明,在工况参数(输出端负载17.5 N·m,输入端转速100 r/min)下,优化后的谐波齿轮减速器在工作时间3000 h处的可靠度达到99.02%,相比未优化前提升7.85%,而成本却只增加1.70%。

摘要：针对实际工况中,谐波传动的柔轮的实际变形与线性假设变形存在一定偏差的问题,利用ANSYS Workbench进行多体接触有限元分析,探究柔轮的结构参数对柔轮有限元径向变形的影响规律和敏感度.结果表明:齿宽、壁厚、筒长、波发生器与柔轮杯底距离等参数都对柔轮径向变形有一定程度的影响,其中波发生器与杯底的距离对柔轮径向变形影响程度最大,敏感度最高,其次是齿宽和筒长,壁厚对柔轮径向变形的影响程度最小.基于柔轮的有限元变形,采用改进运动学法和柔轮精确转角关系设计无公切线双圆弧齿廓,并结合MATLAB参数化编程对柔轮齿廓进行三维修形,对仿真实体模型进行有限元分析,结果表明:有限元法设计修形的柔轮最大应力比未修形时减小925 MPa,比线性法设计修形减少144 MPa,有限元法设计修形的柔轮齿各截面的周向应力也低于线性法设计修形.

摘要：针对谐波传动过程中柔轮实际径向变形量与线性假设变形量不符,引起柔轮与刚轮齿廓发生啮合干涉的问题,以无公切线双圆弧齿廓为研究对象,在Ansys Workbench中建立谐波齿轮传动有限元模型,提取柔轮长短轴径向位移,基于双圆弧齿廓修形原理结合Matlab参数化编程对柔轮齿廓进行三维修形,对仿真实体模型进行有限元分析。结果表明:有限元法设计修形后柔轮各截面均可实现无干涉啮合,有限元法设计修形后柔轮的最大等效应力值比未修形时减小41.79%,比线性法设计修形减小14.65%,且有限元法设计修形后柔轮应力分布更加均匀。