谐波柔轮力学分析与疲劳寿命研究

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1、学校代号10532学号S150200251分类号TH132.43密级公开硕士学位论文谐波柔轮力学分析与疲劳寿命研究学位申请人姓名：邓鑫培养单位：机械与运载工程学院导师姓名及职称：叶南海副教授学科专业：机械工程研究方向：机械CAE技术论文提交日期：2018年4月20日学校代号：10532学号：S150200251密级：公开湖南大学硕士学位论文谐波柔轮力学分析与疲劳寿命研究学位申请人姓名：邓鑫导师姓名及职称：叶南海副教授培养单位：机械与运载工程学院专业名称：机械工程论文提交日期：2018年4月20日论文答辩日期：201

2、8年5月10日答辩委员会主席：程军圣教授MechanicalAnalysisandFatigueLifeResearchofHarmonicFlexsplineByDENGXinB.E.(HunanUniversity)2015AthesisSubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofScienceinMechanicalEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupe

3、rvisorAssociateProfessorYENanhaiMay,2018湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文

4、的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密，在______年解密后适用本授权书。2、不保密√。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日I谐波柔轮力学分析与疲劳寿命研究摘要谐波减速器因体积小、传动比大、承载高、传动效率高等诸多优点，因而被广泛应用于国防军工、医疗器械、工业机器人、航天航空等高新技术领域。其结构主要包含刚轮、柔轮和波发生器三

5、个部件（以下简称刚-柔轮系统）。大量的工程实例表明谐波减速器的疲劳主要发生在柔轮。目前，大多数研究人员在对柔轮进行分析研究时，忽视了柔轮装配与啮合过程的影响，这使得分析结果的准确性有待提高。本文以刚-柔轮系统为研究对象，重点研究装配和啮合过程中柔轮的力学与疲劳寿命问题，主要完成以下几方面的工作：1．设计一种新的柔轮结构。根据已有的研究成果，对柔轮的结构进行改进，并根据谐波传动基本原理，确定刚-柔轮系统的结构参数，并建立刚-柔轮系统的三维模型。2.刚-柔轮系统的装配与啮合分析。提出一种刚-柔轮系统的装配分析方法，通过

6、刚柔耦合，瞬态动力学的分析方法，对刚-柔轮系统的装配及啮合中柔轮的应力分布进行数值计算，并将结构改进前后柔轮的应力水平进行对比。3.柔轮疲劳寿命分析与优化。对柔轮的疲劳特性进行分析；基于柔轮的结构和材料参数，对其疲劳寿命的灵敏度进行分析，并指出柔轮疲劳设计的关键参数；最后，利用多目标法对柔轮的疲劳寿命进行优化设计。本文研究工作考虑谐波齿轮刚-柔轮系统装配与啮合过程的动态影响，丰富和发展了谐波齿轮的分析方法。对谐波减速器的设计、分析及优化等问题具有一定的指导意义。关键词：谐波齿轮；力学分析；灵敏度分析；疲劳寿命；结构

7、优化II硕士学位论文AbstractHarmonicdrivehasmanyadvantagessuchassmallvolume,largetransmissionratio,largetransmissionratio,hightransmissionefficiencyandsoon.Itiswidelyusedinthehigh-techfieldssuchasaerospace,medicaldevices,industrialrobots.ThestructureofHarmonicdrivemainl

8、yincludesrigidgear,flexiblegearandwavegenerating(referredtobelowasRigid-flexiblegearsystem).Alargenumberofengineeringexamplesshowthatthefatiguefailureofharmonicdrivemainlyoccursinf