论文部分内容阅读
谐波减速器因其具有体积小,传动比大,传动精度高、承载能力强等诸多优点在制造业得到了广泛应用。柔轮作为谐波减速器中的一个关键零件,它的性能直接决定了谐波减速器的啮合性能。本文针对提高谐波减速器柔轮疲劳寿命,加速其优化设计周期的问题,采取插件式实现建模仿真全流程开发的方法,利用ANSYS ACT平台进行二次开发,达到了自动建模,自动添加有限元分析流程的的结果。经过近三年的努力,主要完成了以下几项工作:(1)依据谐波传动的平面运动学和相关标准,以25-80礼帽型谐波减速器为研究对象,在双波椭圆发生器的基础上,设计了柔轮的双圆弧齿形,并根据共轭原理,设计了与之匹配的刚轮齿形。(2)设计了25-80礼帽型谐波减速器刚轮、柔轮和波发生器的结构,校验了柔轮的齿面磨损,并依据薄壳理论校核了柔轮的疲劳强度。(3)利用Space Claim建模软件,完成了25-80礼帽型谐波减速器中柔轮、刚轮的齿形、波发生器、柔性轴承的三维精确建模。在空载状态下对谐波减速器组件进行了静力学分析,并在负载状态下对谐波减速器的啮合过程进行了瞬态动力学分析,对比分析了柔轮在空载和负载状态下的变形规律和应力分布情况。(4)根据上述分析结果,利用线性疲劳累计损伤理论和雨流法,在输入转速为2000r/min,额定转矩为82N·m的条件下,分析了柔轮的疲劳特性和最大损伤点,估算出了柔轮的疲劳寿命,并经过了实验验证。(5)基于ANSYS ACT平台,利用Iron Python语言,开发出插件式谐波减速器仿真平台,可实现材料与谐波减速器三维模型参数式创建,并通过插件用户界面实现有限元分析过程中交互仿真,根据仿真结果实时调整数据做出优化。经过上述工作,实现了从建模、仿真到疲劳计算的整个分析流程,开发了插件式谐波减速器仿真平台实现全流程开发设计,为加速谐波减速器的设计、分析及优化等问题打下一个基础。