【文章內容簡介】 的基本公式，計算出柔輪受四力作用時各點位移，得到柔輪的變形形狀。最后在三維造型軟件proe中建立諧波齒輪傳動裝置的實體模型，為諧波齒輪傳動裝置關鍵零件的力學特性有限元分析奠定了基礎。（3）諧波齒輪傳動裝置是依靠柔輪齒與剛輪齒之間的嚙合來傳遞運動和載荷的，柔輪是在波發(fā)生器作用的情況下柔輪齒與剛輪齒才發(fā)生嚙合，柔輪殼體的彈性變形帶動著柔輪齒的運動，再通過柔輪齒與剛輪齒的嚙合來實現輪齒的共軛運動及錯齒運動。齒廓嚙合接觸力的分布體現了諧波齒輪傳動裝置的嚙合性能。所以通過有限元接觸分析對齒間的接觸力進行分析。（4）柔輪是諧波齒輪傳動裝置的主要構件，柔輪是一個薄壁殼體，柔輪殼體在實際工作環(huán)境中在交變應力的作用下，很容易發(fā)生疲勞破壞，整個諧波齒輪傳動裝置的使用壽命取決于柔輪殼體的強度，因此分析柔輪殼體的強度在對諧波齒輪傳動的研究中的具有重要意義。本文分析了柔輪殼體中的應力大小和分布規(guī)律。（5）進行了有限元動力學分析，確定了結構振動特性。對模型進行模態(tài)分析可以確定某個振型在特定方向上參與振動的程度，即可以確定模型的固有頻率、振型。為了避免結構共振或以特定頻率進行振動，對模型進行模態(tài)分析非常有效，這樣使設計人員可以得到模型在不同固有頻率下的不同振型，對剛輪和柔輪嚙合的模型進行模態(tài)分析就可以得到模擬真實工作的振動情況，在此基礎上可以對其它力學特性進行分析。諧波齒輪傳動作為一種新型的傳動技術在最近的幾十年里發(fā)展的速度非?？?。諧波齒輪傳動主要是依靠柔輪的彈性變形來傳遞運動和載荷的，所以設計諧波齒輪傳動的工作量非常大。隨著社會的進步和發(fā)展，在諧波齒輪傳動出現后的幾十年里，不僅僅科技強國在研究這項技術，世界上各工業(yè)比較發(fā)達的國家都有一大批的研究人員致力于這類新型傳動技術的開發(fā)，針對這種新型傳動技術在實際應用中出現的全部問題，各國學者針對這些問題的出現都做了大量的工作。正是因為諧波齒輪傳動本身所帶有的復雜性和廣泛性問題，所以至今還有不少問題沒有完全徹底的解決。所以，研究諧波齒輪傳動具有非常重要的意義。諧波齒輪傳動是由剛輪、柔輪和波發(fā)生器三個基本運動構件組成的，柔輪作為傳遞運動和動力的中間撓性構件是其中最關鍵的元件。諧波齒輪傳動動力和運動的傳遞主要是依靠柔輪的彈性變形帶動柔輪和剛輪之間的錯齒運動來實現的。柔輪的應力應變情況在載荷的作用下變得非常復雜。特別是波發(fā)生器的輸入轉速一般都比較高，柔輪在波發(fā)生器的作用下發(fā)生連續(xù)性的彈性變形，長時間承受著交變應力的作用，諧波齒輪傳動的使用壽命在相當大的程度上取決于柔輪的強度。柔輪輪齒和殼體的疲勞斷裂是諧波齒輪傳動最主要的失效形式，因此在提高諧波齒輪使用壽命的研究中柔輪應力的分布狀況顯得十分重要。，柔輪就會發(fā)生很大的變形，這就會直接影響柔輪和剛輪齒間的嚙合，很容易導致傳動的回差，在很多時候嚴重影響了傳遞運動的精度和平穩(wěn)性。所以對諧波齒輪傳動進行有限元分析研究時考慮有載荷的作用勢在必行，并在此基礎上對諧波齒輪傳動進行應力分布研究才能對實際應用有指導作用。本文所研究的主要內容，就是利用有限元軟件對載荷作用下的諧波齒輪傳動的輪齒嚙合以及殼體進行應力分析?；谝陨蟽热莸臄⑹?，建立柔輪與剛輪嚙合的實體仿真模型、選用合理的單元類型、用有限元軟件較系統地計算和分析工作狀態(tài)下的柔輪齒圈和筒體的應力大小及分布規(guī)律，對實際應用情況有著重要的指導意義。有限元法作為一種新型的結構分析方法在近幾年來應用非常廣泛。把要分析的連續(xù)體轉換成離散結構是有限元法的主要特點。在對諧波齒輪傳動裝置進行有限元分析時，將空間實體簡化為一定的模型，根據實際工作情況定義邊界條件后再進行分析計算。有限元方法的缺點主要就是邊界條件很不好確定，分析前要對模型進行很多的簡化。但是利用現有的有限元軟件（如 ANSYS)進行計算分析時，可以對建模進行簡化、劃分網格、后處理工作等操作。而且，這種方法還可以根據不同的分析要求選取不同的網格，不但分析靈活，而且還可以方便的對整個柔輪進行應力、位移的分析。本文主要使用這種方法對諧波齒輪傳動關鍵零件的力學特性進行有限元分析。本章簡要介紹諧波齒輪傳動在國內和國外發(fā)展的現狀和發(fā)展動向，以及諧波齒輪傳動的未來發(fā)展趨勢和諧波齒輪傳動在技術上的發(fā)展前景；并且概述介紹諧波齒輪傳動在各個領域的應用；另外，簡要說明本課題的研究內容和課題研究的意義。通過本章的介紹使讀者對本文有一個概括的了解，希望對本文的深入理解有所幫助。（倒數第三頁里有東東）電動機所需工作功率為：；工作機所需功率為：；傳動裝置的總效率為：；傳動滾筒 滾動軸承效率 閉式齒輪傳動效率 聯軸器效率 代入數值得：所需電動機功率為：略大于 即可。選用同步轉速1460r/min ；4級 ；型號 取滾筒直徑（1）總傳動比(2)分配動裝置各級傳動比取兩級圓柱齒輪減速器高速級傳動比則低速級的傳動比 電機端蓋組裝CAD截圖 運動和動力參數計算 、精度等級、材料及齒數1按傳動方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動。2絞車為一般工作機器，速度不高，故選用7級精度（GB 1009588）。3材料選擇。由表101選擇小齒輪材料為40Cr（調質），硬度為280 HBS，大齒輪材料為45鋼（調質）硬度為240 HBS，二者材料硬度差為40 HBS。4選小齒輪齒數，大齒輪齒數。取5初選螺旋角。初選螺旋角由《機械設計》設計計算公式（1021）進行試算，即（1）試選載荷系數1。（2）由《機械設計》第八版圖1030選取區(qū)域系數。（3）由《機械設計》第八版圖1026查得，則。（4）計算小齒輪傳遞的轉矩。（5）由《機械設計》第八版表107 選取齒寬系數（6）由《機械設計》第八版表106查得材料的彈性影響系數（7）由《機械設計》第八版圖1021d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限 ；大齒輪的接觸疲勞強度極限 。13計算應力循環(huán)次數。（9）由《機械設計》第八版圖（1019）取接觸疲勞壽命系數。 。（10）計算接觸疲勞許用應力。取失效概率為1%，安全系數S=1，由《機械設計》第八版式（1012）得（11）許用接觸應力（1）試算小齒輪分度圓直徑===（2）計算圓周速度（3）計算齒寬及模數 ==2mmh==（4）計算縱向重合度=（5）計算載荷系數K。已知使用系數根據v= m/s,7級精度，由《機械設計》第八版圖108查得動載系數由《機械設計》第八版表104查得的值與齒輪的相同，故由《機械設計》第八版圖 1013查得由《機械設計》=（6）按實際的載荷系數校正所算得分度圓直徑，由式（1010a）得（7）計算模數 由式（1017）（1）計算載荷系數。 =（2）根據縱向重合度 ，從《機械設計》第八版圖1028查得螺旋角影響系數（3）計算當量齒數。（4）查齒形系數。由表105查得（5）查取應力校正系數。由《機械設計》第八版表105查得（6）由《機械設計》第八版圖1024c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限 ；大齒輪的彎曲強度極限 ；（7）由《機械設計》第八版圖1018取彎曲疲勞壽命系數 ，；（8）計算彎曲疲勞許用應力。取彎曲疲勞安全系數S＝,由《機械設計》第八版式（1012）得（9）計算大、小齒輪的 并加以比較。=由此可知大齒輪的數值大。對比計算結果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數 大于由齒面齒根彎曲疲勞強度計算 的法面模數，取2，已可滿足彎曲強度。但為了同時滿足接觸疲勞強度， 來計算應有的齒數。于是由取 ，則 取 a=將中以距圓整為141mm.因值改變不多，故參數、等不必修正。、小齒輪的分度圓直徑圓整后取.低速級取m=3。由 取圓整后取表 1高速級齒輪：名　　稱代號計 算 公 式 　　　小齒輪大齒輪模數m22壓力角2020分度圓直徑d=227=54=2109=218齒頂高齒根高齒全高h齒頂圓直徑表 2低速級齒輪：名　　稱代號計 算 公 式 　　　小齒輪大齒輪模數m33壓力角2020分度圓直徑d=327=54=2109=218齒頂高齒根高齒全高h齒頂圓直徑4.　軸的設計 若取每級齒輪的傳動的效率,則因已知低速級大齒輪的分度圓直徑為圓周力 ,徑向力 及軸向力 的,《機械設計》第八版表153,取 ,于是得,故需同時選取聯軸器型號.聯軸器的計算轉矩, 查表考慮到轉矩變化很小,故取 ,則:按照計算轉矩應小于聯軸器公稱轉矩的條件,查標準GB/T 50142003或手冊,選用LX4型彈性柱銷聯軸器,其公稱轉矩為2500000 .半聯軸器的孔徑 ,故取 ,半聯軸器長度 L=112mm ,半聯軸器與軸配合的轂孔長度.（1）擬定軸上零件的裝配方案