短筒柔轮谐波齿轮参数化设计与有限元分析

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1、论文题目:短筒柔轮谐波齿轮参数化设计与有限元分析专业:机械制造及其自动化硕士生:吴开春（签名）指导教师:韩敏（签名）摘要谐波齿轮传动是基于柔轮的弹性变形来传递运动或者动力的，它由柔轮、钢轮和波发生器组成，具有传动比大、重量轻、体积小、精度高等优点。本文从谐波齿轮的啮合理论、参数化设计和有限元分析三个方面对谐波齿轮传动进行了研究。主要研究内容包括以下四个方面：一、以弹性理论为基础，研究了短筒柔轮谐波齿轮传动中主要啮合参数的选取原则，进行了主要部件柔轮、钢轮、波发生器的结构设计。二、在Pro/E平台上，以Pro/Toolkit为开发工具与Vc.Net作为编译环境，实现了

2、短筒柔轮谐波齿轮参数化建模。开发的短筒柔轮谐波齿轮参数化设计系统具有输出三维模型、显示当前模型参数及其数值、修改非关系式驱动尺寸的功能。三、在空载和负载两种状态下，对短筒柔轮进行有限元分析，研究了短筒柔轮的应力场和位移场，并比较短筒柔轮在这两种状态下的应力和位移分布情况，得到短筒柔轮的应力集中区域以及位移最大区域。四、在空载和负载两种情况下，分析筒体厚度对短筒柔轮应力的影响，综合比较得到筒体厚度与短筒柔轮内径比值的一般取值范围。论文对短筒柔轮谐波齿轮的参数化设计以及有限元分析，为研究其它形式的谐波齿轮提供了一种思路和方法。关键词：谐波齿轮；短筒柔轮；参数化设计；有限

3、元分析；筒体壁厚研究类型：应用研究Subject:ParametricDesignofShortFlexsplineHarmonicGearandFiniteElementAnalysisSpecialty:MechanicalManufactureandAutomationName:Wukaichun(Signature)Instructor:Hanmin(Signature)ABSTRACTBeingbasedontheflexibledeformation,harmonicgeardriveachievestransferringitsmotionorpowe

4、randismadeupofshortflexspline,rigiditygearandwavegenerator.Ithasmanymeritssuchasbigratiooftransmission,smallweightandcapacity,highdriveaccuracyandsoon.Thispaperstudiedthreepartsofthetheoryofengagementandparameterizationdesignandfiniteelementanalysis.Theprimaryresearchcontentsofthispape

5、rincludingthefourfollowingaspects:Firstly,basedontheelastictheory,thepaperstudiedtheselectionprincipleofmainparametersofharmonicgeardrive;anddesignedthestructureofmajorcomponentswhichincludeshortflexspline,rigiditygearandwavegenerator.Secondly,ontheplatformofPro/Eandmakinguseofthedevel

6、opmenttoolsofPro/ToolkitandVc.Net,theParametricDesignofShortFlexsplineHarmonicGearwasachieved.Thissystemcanoutputthree-model,showtheparametersandtheirvaluesofcurrentmodel,modifiedthesizeofnon-relationship-drivencapabilities.Thirdly,thepaperestablishesafiniteelementanalysismodeloftheSho

7、rtflexsplineintheno-loadandloadconditions,studiedstressanddisplacementfield,andcomparedthedistributionofstressanddisplacementindifferentstatus.Fourthly,intheno-loadandloadconditions,westudiedtheaffectionofshellthicknessontheshortflexsplinestress,andgotageneralrangeofshellthicknessand