基于ABAQUS的谐波传动效率计算方法研究

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1、硕士学位论文基于ABAQUS的谐波传动效率计算方法研究ResearchontheCalculationMethodoftheEfficiencyofHarmonicDrivebasedonABAQUS学21004168大连理工大学DalianUniversityofTechnologyfIIIIIInllllllllllllllllllllllllllllY2415689．大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用

2、内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：垄主丝缱望5篮煎逝坠蚴鋈至亟耷塾作者签名：盔堕聋日期：』止也月二互日大连理工大学硕士学位论文摘要谐波传动由于其结构紧凑、重量轻和零回差等特点广泛应用在航天航空、机械、光学仪器等控制领域。然而，在用于传递运动和动力的场合，效率是表征综合机械性能的重要指标。因此，如何准确的

3、计算其传动效率，评价其性能具有重要意义。本文在国家自然科学基金项目(No．50975038)的资助下，围绕着谐波传动的功率损耗方面进行了分析与研究，提出了一种基于ABAQUS的功率损耗计算方法，这种方法考虑了多对齿啮合的摩擦损耗和波发生器柔性滚动轴承的摩擦损耗。首先，对于轮齿啮合的摩擦损耗，本文采用有限元软件ABAQUS求得参与啮合齿面的接触压强及接触面积，利用各个节点接触压强的平均值代替整个齿面的接触压强，结合齿面的平均滑动速度，从而得到了齿面啮合的功率损耗；对于波发生器柔性滚动轴承的摩擦损耗，在滚动体理

4、想分布的假设下，通过求解柔性滚动轴承受载区域滚动体的载荷分布及与内外圈的滚动速度，提出了对具有柔性滚动轴承的凸轮式波发生器中滚动体系的摩擦损耗的计算模型；通过上述方法，对XB80—100型谐波减速器在传动过程中的摩擦损耗进行了计算，得到了不同负载条件下的摩擦损耗；并编制了MATLABGUI界面，提高了的后处理阶段的计算效率。然后，对XB80．100型谐波减速器功率损耗进行了实验研究，由实验结果分析得到，谐波减速器的传动效率随着负载的不断增大而降低，并且其效率在76．900／旷84．15％之间；将实验结果与计

5、算结果相比较，前述方法计算的摩擦损耗与实验结果的相对误差最大为8．18％，证明了计算方法较为准确。最后，依据课题组在谐波传动弹性啮合理论方面的研究成果，利用双圆弧齿廓代替原刚轮渐开线齿廓，并共轭求解相应的柔轮齿廓。利用上述功率损耗求解方法，求得了这对齿廓齿面啮合损耗，结果比渐开线齿廓的摩擦损耗降低了9．31‰14．14％，这体现了利用谐波传动运动几何学模型求解出的共轭齿形性能的优越性，为谐波传动中新齿形的设计提供了一定的依据。关键词：谐波传动；ABAQUS；摩擦损耗；实验测量；齿形设计基于ABAQUS的谐波

6、传动效率计算方法研究ResearchonCalculationMethodsoftheEfficiencyofHarmonicDrivebasedonABAQUSAbstractBecauseofitscompactstructure，lightweightandzerobacklashcharacteristics，harmonicdriveiswidelyusedinthefieldsofaviationandspaceflight，mechanism，optics，etc．While，onoccasi

7、onoftransmittingmotionandpower，thetransmissionefficiencyiSoneofthemostimportantindexestocharacterizewhethercomprehensivemechanicalpropertiesaregoodornot．Therefore，howtocalculatethetransmissione街ciencyaccuratelytoevaluateitsperformanceisofgreatimportance．Su

8、pportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．50975038)，thispaperstudiesonthemainpowerlossofharmonicdrive，andestablishesacalculationmethodofpowerconsumptionbasedonABAQUS．Theamountoftoothmeshingfricti