谐波减速器开题报告

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1、毕业设计论文开题报告题目名称谐波减速器优化设计学生姓名王栎学号11550117学院工学院专业年级机械111级指导教师张可职称副教授填写时间2014年月日浙江师范大学本科生毕业论文（设计）开题报告课题名称谐波减速器优化设计课题性质基础理论研究应用性研究√综合性研究√设计一、选题背景和意义1.论文背景谐波传动是上世纪五十年代后期随着航天技术的发展而出现的一种重要的新型机械传动方式，被认为是机械传动的重大突破。谐波机械传动原理是苏联工程师A.摩察尤唯金首先于1947年提出，1955年第一台用于火箭的谐波齿轮传动是由美国人C.M.

2、Musser发明的。1960年，C.WaltMusser在发表于美国机械设计杂志的论文中使用了HarmonicDrive一词，中文翻译为谐波传动或谐波齿轮传动。此后，在航天飞行器和航天设备上的多次使用，充分显示了这种传动的优越性。1959年取得了此项发明的专利后，于1960年正式公开发表了该项技术的详细资料，一九六一年开始介绍到我国。由于谐波传动具有许多优点，因而获得了广泛的推广。到上世纪七、八十年代，许多不同类型的谐波传动取得了专利。2.理论意义普通齿轮传动的减速器，同时啮合的齿数只有5%左右，而谐波齿轮传动同时啮合齿数

3、多，即承受载荷的齿数多，使谐波传动的精度高，齿的承载能力大，在速度比和材料都相同的情况下，受载能力要高出普通减速机不少，实现大速比、小体积。3.现实意义现在的普通减速机大多存在消耗材料和能源比较多的情况，谐波减速机传动的效率高和机构本身的特点，加上体积小、重量轻的优点，是最适合的减速装置。会促进人力、资源材料和动力的节省。而且谐波减速机也是一种比较节能的产品，会比较适合节约型社会的要求。谐波减速机对发电机需要高增速的设备有广阔的应用前景，今后会有巨大的市场和应用价值。二、国内外研究现状、发展动态谐波传动自50年代中期出现后

4、成功地用于火箭、卫星等多种传动系统中，使用证实这种传动较一般齿轮传动具有运动精度高、回差小、传动比大、重量轻、体积小、承载能力大，并能在密封空间和辐射介质的工况下正常工作等优点。因此美、日、俄等技术先进国家，对这方面的研制工作一直都很重视。如美国就有国家航空管理局路易斯研究中心、空间技术实验室、贝尔航空空间公司、麻省理工学院、通用电气公司等几十个大型公司和研究中心都从事过这方面的研究工作。谐波齿轮传动技术于1961年由上海纺织科学研究院的孙伟工程师引入我国。此后，我国也积极引进并研究发展该项技术，1983年成立了谐波传动研

5、究室，1984年“谐波减速器标准系列产品”在北京通过鉴定，1993年制定了GB/T14118-93谐波传动减速器标准，并且在理论研究、试制和应用方而取得了较大的成绩，成为掌握该项技术的国家之一。到目前为止我国已有北京谐波传动技术研究所、北京中技克美有限责任公司、燕山大学、郑州机械研究所、北方精密机械研究所等几十家单位从事这方面的研究和产品生产，为我国谐波传动技术的研究和推广应用打下了了较坚实的基础。目前，美国将谐波齿轮传动应用于精密加工和测星装置的纳米级调整系统，并取得了专利。前苏联从60年代初开始，也大力开展这方而的研制

6、工作。如苏联机械研究所、莫斯科鲍曼工业大学、全苏联减速器研究所、基耶夫减速器厂和莫斯科建筑工程学院等单位都大力开展谐波传动的研究工作。他们对该领域进行了较系统、深入的基础理论和试验研究，在谐波传动的类型、结构、应用等方而有较大发展。日本自70年代开始，从美国引进全套技术，目前不仅能大批生产各种类型的谐波齿轮传动装置，还完成了通用谐波齿轮传动装置的标准化、系列化工作。三、研究的内容及可行性分析在阅读大量文献资料的基础上，以理论力学和材料力学为理论基础，结合在校学习的图学，机械学及计算机等相关知识和生产实习和工艺实习等实践教学

7、，掌握由原理方案的设想，转化为结构的设计思路及设计方法。在了解常规减速器的基础上，需要了解一系列特殊的减速器。根据谐波传动系统的传动理论对谐波减速器的三大组件：波形发生器、柔轮和刚轮进行优化设计1、确定谐波齿轮减速器的总体方案设计。2、传动机构总体设计：（1）、传动比的计算（2）、齿轮传动设计A、柔轮主要几何参数选择和计算①齿形，主要啮合参数的选择和计算材料及主要结构尺寸的选择和计算③参数化模型建立借助MATLAB进行优化程序设计B、刚轮和波形发生器的设计（3）、传动优化设计齿轮齿廓啮合干涉验算柔轮的受力分析，强度计算及校

8、核3、柔轮刚轮波形发生器的实体模型建立4、柔轮有限元分析三、论文拟解决的关键问题及难点1.基于MATLAB的谐波减速器减速器优化设计将最优化数学理论与具有强大数值计算功能的软件MATLAB相结合，运用到谐波齿轮减速器优化设计过程中。通过建立合理的优化数学模型，（建立目标函数，选取设计变量，约束条件）进行