谐波减速器参数化设计及有限元分析

论文摘要

谐波齿轮传动是在柔轮弹性形变理论基础上发展起来的新型传动，主要由柔轮、刚轮和波发生器组成。由于具有传动比大、结构简单、体积小、重量轻、传动效率高、承载能力大等特点，自谐波传动理论诞生以来就在航空航天、精密仪器、雷达和机器人领域得到广泛应用，近几年逐渐由军事领域向通用的机械产品领域发展。但是虽然一般传统的设计方法虽然能满足设计指标，但是设计效率低，成本高，周期长，限制了谐波齿轮传动技术的推广应用。我国虽然很早就开始谐波齿轮传动技术的研究工作，但是至今仍未建立相关的规范或标准，未能形成产业化模式生产设计。因此对谐波齿轮减速器进行参数化设计，对实际设计有很好的实用价值。本文主要的研究内容如下：首先，对谐波齿轮传动的特点、应用领域及发展前景进行总结。阐述了对谐波齿轮减速器进行参数化设计的实际意义。其次，研究了利用UG平台与VC++软件结合的相关技术，对利用UG实现参数化设计的可行性进行分析，并实现谐波齿轮减速器进行参数化设计。完成谐波齿轮减速器啮合参数计算，编写相应的程序，再利用UG和VC++相结合进行UG二次开发。利用啮合算法算得的参数，对各个主要构件建立三维零件库，综合利用ADO和ODBC数据库接口技术实现数据库的存储、读取、增加等相关操作。最后，利用有限元分析软件ANSYS对谐波齿轮减速器的最主要构件柔轮简要进行有限元分析。对柔轮模型进行简化，设置优化参数后，合理进行网格划分，对柔轮进行模态分析和空载时受力分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 选题意义
• 1.3 本文的主要研究工作及论文章节安排
• 第二章 谐波齿轮传动基本理论
• 2.1 谐波齿轮传动基本原理
• 2.2 谐波齿轮传动特点
• 2.3 谐波齿轮传动的啮合理论
• 2.4 本章小结
• 第三章 UG 二次开发技术概述
• 3.1 UG 二次开发软件概述
• 3.2 VC++ 6.0 软件概述
• 3.3 编译环境的设置及运行
• 3.4 本章小结
• 第四章 谐波减速器模型建立及参数化建模
• 4.1 参数化设计理论
• 4.2 结构形式的选取
• 4.3 算法程序设计
• 4.4 建立 UG 二次开发参数化设计的三维模型模板
• 4.5 编写参数化设计程序
• 4.6 计算实例
• 4.7 本章小结
• 第五章 柔轮的有限元分析
• 5.1 有限元方法简介
• 5.2 柔轮有限元模型的建立
• 5.3 柔轮模态及应力和位移分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 本论文具体的研究工作
• 6.2 展望
• 参考文献
• 在学期间学术成果情况
• 指导教师及作者简介
• 致谢