【正文】 因此，在諧波機(jī)構(gòu)的傳動過程中，輪齒工作面磨損小，而且均勻。e. 齒面磨損小而且均勻。由于諧波齒輪傳動同時(shí)參與嚙合的輪齒數(shù)目多，即可承受載荷的輪齒數(shù)目也多，故其傳動平穩(wěn)，承載能力大。c. 同時(shí)參與嚙合的齒數(shù)多。零件數(shù)約少一半,結(jié)構(gòu)簡單、重量也減少了許多。應(yīng)該指出，盡管柔輪上各點(diǎn)與起始長軸的相對位置不同，即各點(diǎn)的起始相位角不同，而其中線上各點(diǎn)的運(yùn)動軌跡都相同。若取 =0（即 A點(diǎn)） ，則??當(dāng)波發(fā)生器的轉(zhuǎn)角 =0 ～ 180 時(shí)，柔輪中線上的 A點(diǎn)將沿著 A、A 、A 、A 、A 的封閉環(huán)行軌?H0 123跡運(yùn)動。當(dāng)忽略柔輪壁厚 δ 的影響，波發(fā)生器可使柔輪按預(yù)定的形狀產(chǎn)生變形，即有 (1)??)(1?w式中， 為自變形長軸開始的未變形柔輪中線上點(diǎn)的角位移。而垂直于圓柱殼體軸線的截面與中面的交線，稱為柔輪的中線；以符號 r 表示未變形時(shí)的中線半徑。對于g雙波傳動（u=2）的運(yùn)動規(guī)律是：波發(fā)生器 H旋轉(zhuǎn)一周（周長 2 r ） ，柔輪相對于剛輪在圓周方?H向轉(zhuǎn)過兩個(gè)齒矩 2p的弧長；若 H旋轉(zhuǎn)二分之一圈時(shí)，柔輪就轉(zhuǎn)過一個(gè)齒矩 p的弧長；若 H旋轉(zhuǎn)四分之一圈時(shí)，則柔輪便轉(zhuǎn)過 p/2（p 為齒矩）的弧長；依次類推。而處于波發(fā)生器長軸與短軸之間（如 45 方向）的輪齒，沿柔輪軸長的不同區(qū)段內(nèi)，有的輪齒逐漸進(jìn)入o剛輪的齒間，而處于半嚙合狀態(tài)，稱為嚙入；有的齒輪則逐漸退出剛輪的齒間，而處于半脫開狀態(tài)，稱為嚙出。柔輪和剛輪的齒矩 p（周節(jié)）相等，但剛輪的齒數(shù)比柔輪的齒數(shù)要多。諧波齒輪傳動對運(yùn)動的傳遞,是在發(fā)生器作用下,迫使柔輪產(chǎn)生變形,并與剛輪相互作用而達(dá)到傳動目的。對于傳動比 i120的情況，當(dāng)齒數(shù)差 Z =︱Z Z ︱=3 時(shí)，則了pbg pbg采用柔輪的變形波數(shù) u=3。但由于受到柔輪 g材料許用應(yīng)力的限制，通常大都采用的是雙波（u=2）和三波（u=3）傳動；目前，應(yīng)用較廣泛的仍然是雙波（u=2）傳動。4）應(yīng)用有限元方法分析柔輪的模態(tài)。從中國知網(wǎng)中查找外文并對其進(jìn)行翻譯。在諧波齒輪傳動理論、諧波傳動減速器的國家標(biāo)準(zhǔn)以及彈性力學(xué)的殼體理論等相關(guān)設(shè)計(jì)理論的基礎(chǔ)上，選擇合理的參數(shù)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)出兩種形態(tài)的柔輪：圓柱杯形柔輪和鐘形柔輪，并選用 B3160 型通用諧波齒輪減速器的圓柱柔輪為例，運(yùn)用三維建模軟件 Pro/ENGINEER 建立兩種形態(tài)柔輪的三維幾何模型根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行簡化，通過相關(guān)接口將兩種形態(tài)柔輪簡化的三維實(shí)體模型導(dǎo)入到有限元分析軟件 ANSYS 中，通過選取單元類型、材料特性、劃分網(wǎng)格，施加約束和載荷生成有限元模型，然后在 ANSYS 的后處理器中計(jì)算出柔輪工作過程中的應(yīng)力、應(yīng)變、位移量、振動固有頻率、模態(tài)振型，并分析比較兩種形態(tài)柔輪各自的特點(diǎn)和優(yōu)劣性。 對本課題將要解決的主要問題及解決問題的思路與方法、擬采用的研究方法針對柔輪強(qiáng)度及變形問題用有限元方法來進(jìn)行研究。這種方法的缺點(diǎn)同公式法類似，邊界條件不確定，建立模型時(shí)要經(jīng)過較多的簡化。諧波齒輪有三個(gè)基本運(yùn)動構(gòu)件——剛輪、柔輪和波發(fā)e第 2 頁 共 23 頁生器，作為中間撓性構(gòu)件傳動和動力的柔輪是其中最關(guān)鍵的元件。由于結(jié)構(gòu)簡單,主要零件僅三大件,采用合理的加工工藝,可使原材料消耗及加工工時(shí)大大減少,可做到低成本、高產(chǎn)出。在美國的 QH一 50型無人駕駛直升機(jī)伺服傳動的阻尼機(jī)構(gòu)中就采用了諧波齒輪增速器。諧波齒輪傳動具有傳動比大、體積小、重量輕、傳動精度高、回差小等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),國外已將諧波齒輪傳動成功地應(yīng)用在航空航天、原子反應(yīng)堆和高能加速器、雷達(dá)系統(tǒng)、機(jī)器人領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域、光學(xué)儀器以及通用機(jī)械等如下領(lǐng)域中:在原子反應(yīng)堆和高能加速器領(lǐng)域,由于諧波齒輪傳動機(jī)構(gòu)可以在密閉的空間傳遞運(yùn)動,且承載能力高,并能在高溫高壓下正常工作,因此諧波齒輪傳動在原子反應(yīng)堆和高能加速器中獲得了應(yīng)用。諧波齒輪傳動還可用于低速重載的起重機(jī)上的大絞盤。在通用機(jī)械領(lǐng)域,國內(nèi)外諧波齒輪傳動在通用機(jī)械領(lǐng)域中的應(yīng)用己經(jīng)越來越廣泛。機(jī)器人領(lǐng)域,諧波齒輪傳動的應(yīng)用更廣。實(shí)踐表明,工作在火箭和衛(wèi)星中的諧波齒輪傳動的運(yùn)轉(zhuǎn)性能是十分滿意的,這種情況就促進(jìn)了這類傳動在航天技術(shù)領(lǐng)域中應(yīng)用范圍的擴(kuò)展?！娟P(guān)鍵詞】：諧波齒輪傳動、柔輪、有限元分析、ANSYS 軟件、Pro/E 軟件eHarmonic gear drive system modeling and finite element analysis of the soft wheele(e)Tutor：eAbstract: Harmonic drive is a relatively new type of transmission. Since the invention of the harmonic drive has experienced several decades. New sports transformation principle, a new meshing feature, a flexural member is the development of the cause of the transmission need special theory. It pared with the general gear transmission, large transmission ratio, small volume, light weight, high precision, low noise, etc. Because there exist in harmonic gear drive can cause a controllable wave deformation of soft round, so that the meshing theory of arithmetic, geometry, strength calculation, structure design, with the traditional rigid gear transmission ponents in nature are very different. Harmonic gear transmission is the mid 1950 s, with its unique advantages such as aerospace requiring higher precision of mechanical transmission has been widely used, but in the use process also gradually exposed its shortings. advantages such as aerospace requiring higher precision of mechanical transmission has been widely used, but in the use process also gradually exposed its shortings. Harmonic gear is one of the main ponents of the soft round a thinwalled shell, in the work under the effect of alternating stress, prone to fatigue damage, the harmonic gear transmission accuracy and service life has great influence. Aiming at the problem of harmonic gear, as much as possible in order to improve the harmonic gear transmission accuracy and prolong its service life, this topic by using finite element method (fem) on the strength of the soft round and soft round the alternating stress on the shell is analyzed.Keyword: the harmonic gear drive、flexible gear、finite element analysis、ANSYS、Pro/E.e目 錄引言 ...........................................................1諧波齒輪傳動 ...............................................3 ..........................................3 ..........................................4 ..........................................6 ......................................7 ................................8 ................................8用 Pro/E 對諧波齒輪傳動進(jìn)行 建模 ...........................10 PRO/ENGINEER 軟件簡介 .....................................10 PRO/ENGINEER建立的模型 .................................10用 ANSYS 對柔輪進(jìn)行分析 ...................................16 ANSYS軟件簡介 ...........................................16 PRO/E所建好的模塊導(dǎo)入 ANSYS中進(jìn)行分析 ..................16 .................................................17結(jié)論 ..........................................................21致謝 ..........................................................22參考文獻(xiàn) ......................................................22附錄 A...........................................................附錄 B...........................................................第 1 頁 共 22 頁引言應(yīng)用背景在雷達(dá)系統(tǒng)領(lǐng)域。由于諧波齒輪傳動中存在著能產(chǎn)生可控波動變形的柔輪，因而使之在嚙合理論、幾何算術(shù)、強(qiáng)度計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，與傳統(tǒng)的剛性構(gòu)件齒輪傳動在本質(zhì)上有很大的區(qū)別。e題 目 諧 波 齒 輪 傳 動 建 模 和 柔 輪 的 有 限元 分 析 學(xué)生姓名 e 學(xué)號 e 所在學(xué)院 e 專業(yè)班級 e 指導(dǎo)教師 e __ ____ 完成地點(diǎn) e 2022 年 06 月 12 日 e 諧波齒輪傳動系統(tǒng)建模與柔輪的有限元分析齊世雄（ 漢中 723003）