双圆弧谐波齿轮齿形优化及仿真系统研发

发布时间：2025-05-27 00:17

　　谐波齿轮应用有多种齿形,其中双圆弧齿形由于啮合传动中的双共轭特点,使得谐波齿轮传动的承载性能和动态性能明显优于渐开线齿形,因此,双圆弧齿形被广泛应用于谐波齿轮减速器。尽管我国对双圆弧齿形谐波齿轮传动的研究较早,但由于国外谐波齿轮传动技术的高度保密性,研究进展却比较缓慢,仍存在谐波齿轮啮合理论不完善、齿轮传动精度和使用寿命不高、结构不紧凑等问题。因此,打破国外的技术优势,研制具有我国自主知识产权的高性能谐波齿轮传动技术具有重要意义。本文针对双圆弧谐波齿轮的齿形参数进行优化,进而开发出双圆弧谐波齿轮传动设计仿真系统,目的是缩短谐波齿轮传动优化设计周期,实现提高齿轮传动稳定性、改善力学性能的目标。本文的主要研究内容和创新点如下:提出了柔轮双圆弧齿形的精确计算方法以及柔轮在啮合传动过程中转角的精确计算方法。根据公切线双圆弧齿廓几何,推导了柔轮齿形精确计算公式;考虑柔轮变形后中线伸长的特点,精确计算了柔轮在啮合传动过程中的转角位置。运用谐波齿轮传动理论,建立了由柔轮齿形推导刚轮齿形的数学模型。根据谐波齿轮传动共轭齿廓的实际啮合特点,进一步研究了刚轮实际齿廓的计算方法。根据已有的齿侧间隙计算公式,通...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 谐波齿轮研究的背景及应用价值
        1.1.1 谐波齿轮研究的背景
        1.1.2 谐波齿轮的应用价值
    1.2 谐波齿轮的国内外研究现状
        1.2.1 谐波齿轮齿形的研究现状
        1.2.2 谐波齿轮齿形参数和结构参数优化现状
        1.2.3 谐波齿轮其他方面的研究
    1.3 本文的主要内容
2 谐波齿轮传动数学模型的建立
    2.1 柔轮齿廓数学模型的建立
    2.2 柔轮转角精确计算方法
    2.3 基于运动学的谐波啮合原理
    2.4 刚轮齿廓数学模型的建立
        2.4.1 整体坐标系下的基本参数
        2.4.2 公切点的求解
    2.5 本章小结
3 谐波齿轮齿形优化
    3.1 引言
    3.2 目标函数的建立
    3.3 优化变量、约束条件及优化方法
        3.3.1 优化变量
        3.3.2 约束条件
        3.3.3 优化方法
        3.3.4 优化实例
    3.4 本章小结
4 谐波齿轮传动啮合仿真分析与刀具齿形初步设计
    4.1 谐波齿轮传动啮合仿真分析
        4.1.1 共轭区域对比分析
        4.1.2 刚轮齿廓对比分析
        4.1.3 柔轮运动轨迹分析
        4.1.4 齿侧间隙对比分析
    4.2 刀具齿形初步设计
        4.2.1 刚轮插齿刀齿形的初步设计
        4.2.2 柔轮滚刀齿形的初步设计
    4.3 本章小结
5 系统设计及样机制作
    5.1 软件的需求分析
    5.2 系统设计
        5.2.1 GUI界面设计
        5.2.2 程序设计
    5.3 系统演示
    5.4 三维模型的建立
        5.4.1 几何尺寸的计算
        5.4.2 柔轮、刚轮以及波发生器三维模型的建立
    5.5 样机制作
        5.5.1 柔轮的加工
        5.5.2 刚轮的加工
    5.6 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢



本文编号：4047207