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谐波传动是上世纪五十年代发展起来的一种新型机械传动,一出现就得到了迅速的发展并且应用在各种领域。与传统齿轮传动相比,它具有传动比大、体积小、质量小、传动精度高等独特优点。国内外的工作人员和学者对谐波传动的各种问题都进行过分析研究,但是仍有大量基础性的工作需要去完成,仍有许多问题需要去解决。因此,针对谐波传动技术领域进行分析研究仍具有非常巨大的意义。
作为最容易被破坏的弹性变形构件-柔轮,它的使用寿命直接决定着谐波传动装置的使用寿命。所以对柔轮的研究,包括结构,几何尺寸以及所受应力的分布和变形等,是十分必要的。如何设计柔轮的结构使其应力和变形得到合理的分布,显得尤为重要。
本文以柔轮为研究对象,利用三维制图软件Pro/E,参数化建立了柔轮、波发生器、刚轮的实体模型。设置ANSYS与Pro/E的内部接口,将实体模型从Pro/E中直接导入ANSYS软件中进行分析。首先建立空载时柔轮的有限元模型,用施加在内壁处的强制位移来模拟波发生器对其产生的变形,得到柔轮空载时的应力和变形分布规律。接下来研究了柔轮简体壁厚、齿圈宽度、长径比等结构参数对柔轮最大应力值的影响。建立了柔轮在负载状态下的有限元模型,在柔轮轮齿节圆处施加切向力来模拟扭矩,得到在负载情况下柔轮的应力变化和变形规律。并且研究了负载状态下,简体壁厚对柔轮应力分布和变形规律的影响。