谐波齿轮传动系统建模及零件结构优化

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1、谐波齿轮传动系统的建模与零件的结构优化e（e）指导教师：e【摘要】谐波齿轮传动作为一种新型的传动技术在最近的几十年里发展的速度非常快。谐波齿轮传动主要是依靠柔轮的弹性变形来传递运动和载荷的。随着社会的进步和发展，在谐波齿轮传动出现后的几十年里，不仅仅科技强国在研究这项技术，世界上还有一些工业比较发达的国家也在这种新型传动技术的研发中投入了大量的人力和财力，针对这种新型传动技术在实际应用中出现的全部问题，各国学者都做了大量的工作。正是因为谐波齿轮传动本身所带有的复杂性和广泛性问题，所以至今还有不少

2、问题没有完全很好的解决。所以，研究谐波齿轮传动具有非常重要的意义。本课题主要对谐波齿轮传动中柔轮、钢轮的模态进行了研究，同时对钢轮做结构改进设计，以提高钢轮共振频率【关键词】谐波齿轮传动，柔轮，有限元分析Theharmonicgeardrivesystemmodelingandstructureoptimizationofsparepartse（e）e【Abstract】Asanewtransmissiontechnology，thedevelopmentspeedofharmonicgeard

3、riveisveryfastinrecentdecades.Harmonicgeardrivemainlyreliesontheelasticdeformationtotransmitmotionandloads.Withprogressanddevelopmentofthesociety,afterseveraldecadesinharmonicgeardriveappeared,notonlyscientificpowersresearchit,alsosomeindustrialcompa

4、rativedevelopedcountriesputalotofhumanandfinancialresourcestodevelopthisnewtransmissiontechnology,scholarsfromdifferentcountrieshavedonealotofworkforalltheproblemsinthepracticalapplicationofthisnewtransmissiontechnology.Becausethecomplexityandunivers

5、alityoftheproblemsofharmonicgeardrive,sofar，therestillhavemanyproblemsarenotsolvedcompletely.Therefore,thestudyofharmonicgeardriveisveryimportant.【Keywords】Harmonicgeardrive,Flexiblegear,Finiteelementanalysis目录第1章绪论51.1谐波齿轮传动国内外发展现状51.1.1谐波齿轮传动国外发展现状

6、51.1.2谐波齿轮传动国内发展现状61.2谐波齿轮传动研究趋势71.3谐波齿轮传动应用91.4研究内容及意义101.4.1研究内容101.4.2研究意义111.5本章小结12第2章谐波齿轮传动原理及柔轮变形132.1谐波齿轮传动结构原理及特点132.1.1谐波齿轮传动结构132.1.2谐波齿轮传动原理132.1.3谐波齿轮传动特点142.2谐波齿轮传动柔轮变形规律16环理论162.3建立三维模型192.4本章小结25第3章谐波齿轮有限元分析263.1有限元分析基本理论263.1.1有限元法概述

7、263.1.2有限元法分析步骤263.2谐波齿轮传动啮合应力分析283.2.1建立有限元模型283.2.2有限元分析具体步骤283.2.3结论与优化方案343.2.4优化方案对比34第4章致谢39第5章参考文献40附录A41附录B55第1章绪论五十年代后期，谐波齿轮传动作为一种新型的传动技术在机械传动领域占有非常重要的地位，无论是精密传动还是大扭矩传动它都发挥着其它类型的传动方式无法比拟的作用。正是由于谐波齿轮传动具有其它类型传动无法比拟的独特优点（如传动比大、体积小、传动精度高、回差小等），世

8、界上各工业比较发达的国家已经将谐波齿轮传动应用于各个领域（像航空航天、机器人、原子反应堆、军事、通用机械等）。谐波齿轮传动主要由柔轮、刚轮、波发生器三大构件组成，如果再加上采用合理的加工工艺，这样就能够减少原材料的消耗和加工时间，从而降低生产成本、提高生产效率。因此谐波齿轮传动在未来具有广阔的应用空间1.1谐波齿轮传动国内外发展现状1.1.1谐波齿轮传动国外发展现状1955年对于机械传动领域来说是一个新的转折点，美国的C.M.Musser在这一年制造了全球第一台谐波齿轮减速器，这就意味着一种新型