谐波减速器中波发生器不同安装深度下柔轮变形与应力研究
PDF下载 (418)杨蒙恩,黄 炳,罗利敏,陈特欢,李国平,娄军强.谐波减速器中波发生器不同安装深度下柔轮变形与应力研究[J].宁波大学学报(理工版),2023,36(4):1-6.DOI:10.20098/j.cnki.1001-5132.2022.1009
YANG Mengen,HUANG Bing,LUO Limin,CHEN Tehuan,LI Guoping,LOU Junqiang.Deformation and stress distribution of the flexspline under different installation depth of the wave generator in harmonic reducer[J].Journal of Ningbo University(Natural Science & Engineering Edition),2023,36(4):1-6.DOI:10.20098/j.cnki.1001-5132.2022.1009
| Title: | Deformation and stress distribution of the flexspline under different installation depth of the wave generator in harmonic reducer |
| 作者: | 杨蒙恩, 黄 炳, 罗利敏, 陈特欢, 李国平, 娄军强 |
| Author(s): | YANG Mengen, HUANG Bing, LUO Limin, CHEN Tehuan, LI Guoping, LOU Junqiang |
| 关键词: | 谐波减速器; 柔轮; 变形规律; 应力分布; 仿真分析 |
| Keywords: | harmonic reducer; flexspline; law of deformation; distribution of stress; simulation analysis |
| 分类号: | TH132.46 |
| DOI: | 10.20098/j.cnki.1001-5132.2022.1009 |
| 文献标识码: | A |
| 摘要: | 柔轮作为谐波减速器中的核心部件, 其性能直接决定着整个减速器整机的传动性能. 因此为了探究波发生器不同安装深度对其性能影响的基本规律, 从而能够更好地控制其性能, 本文在建立谐波减速器三维模型基础上, 采用有限元法分析了波发生器在不同安装深度下柔轮的变形规律与应力分布. 分析结果表明: 波发生器安装深度从0.35mm增加到1.15mm时, 柔轮最大变形量相对增加了3.43%左右, 最大应力相对增加了3.80%左右. 波发生器安装深度的变化对柔轮在长轴和短轴处的变形影响较大, 并且对柔轮长轴处、短轴处、齿圈前端和筒底过渡区的应力影响较大, 而其他位置影响较小. 该结果也为其他相关研究提供了有益参考. |
| Abstract: | As the core component of harmonic reducer, the performance of flexspline directly determines the transmission performance of the whole reducer. In order to better control wave generator’s performance, the basic law of the influence of different installation depths on its performance has to be explored. Based on the three-dimensional model of harmonic reducer, the deformation law and stress distribution of flexspline under different installation depths of wave generator are analyzed by finite element method. The results show that, when the installation depth of the wave generator is increased from 0.35mm to 1.15mm, the maximum deformation of the flexspline increases by about 3.43%, and the maximum stress of the flexspline increases by 3.80%. The change of the installation depth of the wave generator has a great influence on the deformation of the flexspline at the long axis and short axis. It also has great influences on the stresses at the long axis and short axis of the flexspline, at the front end of the ring gear, as well as at the transition zone at the bottom of the cylinder. Further on, it has little influence on either deformation or stress at all other positions. This study provides a valuable reference for the relevant researches. |
| 参考文献 /References: | [1] 丰飞, 王炜, 唐丽娜, 等. 空间高精度谐波减速器的应用及其发展趋势[J]. 机械传动, 2014, 38(10):98-107. [2] 黄兴, 何文杰, 符远翔. 工业机器人精密减速器综述[J]. 机床与液压, 2015, 43(13):1-6. [3] 张萍, 马青, 沈灿钢. 我国工业机器人产业发展面临的机遇与挑战[J]. 产业创新研究, 2018(8):11-13; 24. [4] 余飞鹏, 张立勇, 韦乐余, 等. 柔轮壁厚对其性能影响的仿真分析[J]. 机械传动, 2018, 42(7):147-150. [5] Baris A V, Vanag Y V. Deformation of flexible gear of harmonic drive[J]. Journal of Physics: Conference Series, 2020, 1441(1):12087. [6] 马亮, 武兵, 沈奇, 等. 双圆弧柔轮结构参数对柔轮应力的影响分析[J]. 机械传动, 2021, 45(1):104-108. [7] 穆塔里夫?阿赫迈德, 张伟国, 孙光耀, 等. 谐波齿轮传动系统柔轮应力的数值建模与分析[J]. 机床与液压, 2022, 50(1):141-143. [8] 王玉琦, 陈晓霞, 邢静忠, 等. 变厚度齿圈柔轮空间变形规律研究[J]. 机械传动, 2021, 45(12):8-14; 21. [9] 杨超凡, 郭栋祥, 袁卓俊. 谐波减速器礼帽形柔轮应力应变分析与参数优化[J]. 舰船电子工程, 2021, 41(2):164-168. [10] 魏娟, 窦登科, 侯效东, 等. 基于ANSYS-Workbench的谐波减速器柔轮结构优化分析[J]. 机床与液压, 2021, 49(4):133-139. [11] 邓一波, 刘泓滨, 吴智恒, 等. 谐波减速器柔轮装配过程的应力研究[J]. 机床与液压, 2020, 48(4):1-4. [12] 余金宝, 范元勋. 谐波传动柔轮变形及共轭齿廓的研究[J]. 机械制造与自动化, 2019, 48(5):34-38; 56. [13] 郭政, 梅杰, 李武超, 等. 短筒谐波减速器齿廓设计及装配力学特性分析[J]. 武汉理工大学学报, 2021, 43(12):80-86. [14] 王亚晖, 刘积昊, 管恩广, 等. 谐波减速器疲劳失效特征分析[J]. 机床与液压, 2021, 49(23):159-164. [15] 路春辉, 金国光, 魏展. 基于有限元的新型高速剑杆织机筘座系统柔性动力学分析[J]. 机械强度, 2021, 43(5):1141-1148. [16] 王爽, 邱皓, 姜歌东. 考虑柔轮空间变形的谐波齿轮传动齿形设计方法[J]. 机械传动, 2021, 45(10):66-71; 163. [17] 陈晓霞, 牛洪波, 姚云鹏, 等. 渐开线谐波齿轮柔轮最高装配应力分析研究[J]. 华中科技大学学报(自然科学版), 2020, 48(5):73-79. |
| 备注/Memo: | 收稿日期: 2022－10－17. 宁波大学学报（理工版）网址: http://journallg.nbu.edu.cn/基金项目: 宁波市“科技创新2025”重大专项（2021Z068, 2019B10078, 2018B10005）.第一作者: 杨蒙恩（1993－）, 男, 河南周口人, 在读硕士研究生, 主要研究方向: 谐波减速器性能分析. E-mail: 13137095512@163.com*通信作者: 娄军强（1986－）, 男, 河南开封人, 副教授, 主要研究方向: 谐波减速器性能分析. E-mail: loujunqiang@nbu.edu.cn 宁波大学学报（理工版）网址：http://journallg.nbu.edu.cn/ |
