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谐波减速器组合曲线凸轮波发生器的设计与分析
Design and Analysis of Harmonic Reducer Combined Curve Cam Wave Generators
- 机械传动 2023年47卷第3期 页码：65-70
- 作者机构：
1.武汉理工大学 智能制造与控制研究所， 湖北 武汉 430063
2.湖北科峰智能传动股份有限公司， 湖北 黄冈 438000
- 作者简介：
母慢（1996— ），女，河南商丘人，硕士；研究方向为机械设计与传动；2672988247@qq.com。
陶孟仑（1983— ），男，湖北黄冈人，博士，副教授；研究方向为机械设计与传动；taomenglun@whut.edu.cn。
- 基金信息：中央高校基本科研业务费资助(2021-zy-058┫湖北省技术创新专项（重大项目）┣2019AAA068 湖北省数字化纺织装备重点实验室开放课题项目（KDTL2020007）)
DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2023.03.009
中图分类号：纸质出版日期：2023-03-15，
收稿日期：2022-02-24，
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母慢,陶孟仑,刘斌等.谐波减速器组合曲线凸轮波发生器的设计与分析[J].机械传动,2023,47(03):65-70.
Mu Man,Tao Menglun,Liu Bin,et al.Design and Analysis of Harmonic Reducer Combined Curve Cam Wave Generators[J].Journal of Mechanical Transmission,2023,47(03):65-70.
母慢,陶孟仑,刘斌等.谐波减速器组合曲线凸轮波发生器的设计与分析[J].机械传动,2023,47(03):65-70. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2023.03.009.
Mu Man,Tao Menglun,Liu Bin,et al.Design and Analysis of Harmonic Reducer Combined Curve Cam Wave Generators[J].Journal of Mechanical Transmission,2023,47(03):65-70. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2023.03.009.
摘要
波发生器的形状直接影响柔轮的受力特性。柔轮是谐波减速器中最薄弱的部分，为提高其寿命，介绍了一种基于圆锥曲线组合的凸轮波发生器的设计。组合曲线凸轮波发生器轮廓由抛物线、连接圆弧和偏心圆弧组合而成；将抛物线与连接圆弧、连接圆弧与偏心圆弧平滑过渡作为约束条件，通过正交实验确定组合曲线凸轮波发生器各段曲线参数，分析了各参数对柔轮最大等效应力的影响程度；利用有限元软件，分别对标准椭圆凸轮和组合曲线式凸轮作用下的柔轮进行了瞬态动力学分析，并基于分析结果，利用nCode-Designlife软件，对柔轮的疲劳寿命进行了研究。结果表明，组合曲线凸轮波发生器作用下的柔轮最大等效应力比标准椭圆凸轮波发生器作用下的低；组合曲线凸轮波发生器作用下的柔轮啮合区的齿圈前后端应力明显降低，应力分布更加均匀，疲劳寿命也有所提高。
Abstract
The shape of wave generator directly affects the mechanical characteristics of the flexspline. Flexspline is the weakest part of harmonic drivers. In order to improve its life
the design of a cam wave generator based on a conical curve combination is introduced. The combined curve cam is composed of a parabola
a connecting arc and an eccentric arc; the smooth transition between the parabola
the connecting arc and the eccentric arc is taken as the constraint conditions. The influence degree of each parameter on the maximum equivalent stress of the flexspline is calculated and analyzed by orthogonal experiment
and the curve parameters of each section of the combined curve cam wave generator are determined. The transient dynamic analysis of the flexspline under the action of standard elliptic cam and combined curve cam is carried out using the finite element software
and the fatigue life of the flexspline is studied using the transient dynamic analysis results based on the nCode-Designlife software. The results show that the maximum equivalent stress of the flexspline is lower than that of the standard ellipse cam wave generator
under the action of combined curve cam wave generator
the stress at the front and back ends of the tooth ring in the meshing area of the flexspline is obviously reduced
the stress distribution is more uniform
and the fatigue life is also improved.
关键词
组合曲线凸轮波发生器圆锥曲线正交实验柔轮应力疲劳寿命
Keywords
Combined curve cam wave generatorConic curveOrthogonal testFlexspline stressFatigue life
references
MAHANTO B，SAHOO V，MAITI R.Effect of cam insertion on stresses in harmonic drive in industrial robotic joints［J］.Procedia Computer Science，2018，133：432-439.
范又功，曹炳和.谐波齿轮传动技术手册［M］.北京：国防工业出版社，1995：1-3.
FAN Yougong，CAO Binghe.Technical manual of harmonic gear transmission［M］.Beijing：National Defense Industry Press，1995：1-3.
MUSSER C W.Strain wave gearing：US19550495479［P］.1955-03-21.
LEFEVER R，LEJEUNE O，YIMIN Z，et al.Analytical investigation of the change in phase angle between the wave generator and the teeth meshing zone in high-torque mechanical harmonic drives［J］.Mechanism and Machine Theory，1997，32（5）：533-538.
CARLSON J H，ROBINSON H A.Actuators employing preloaded wave generators：US3496782A［P］.1970-02-24.
WANG S Y，GUO D X，MAO S T.Deformation investigations on the flexspline with the conic curve combined cam wave generator［J］.Mathematical Problems in Engineering，2021，2021（1）：1-9.
韩金林，李波，李朋飞，等.谐波减速器改性凸轮波发生器的设计［J］.机械科学与技术，2022，41（6）：885-890.
HAN Jinlin，LI Bo，LI Pengfei，et al.Design of modified cam wave generator for harmonic drive［J］.Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering，2022，41（6）：885-890.
吕渌渊.基于装配的谐波减速器关键部件结构设计与优化［D］.镇江：江苏科技大学，2019：17-20.
LÜ Luyuan.Structural design and optimization of key components of harmonic reducer based on assembly［D］.Zhenjiang：Jiangsu University of Science and Technology，2019：17-20.
张雷，杨伟超，蒋倩倩，等.谐波减速器核心部件结构应力分析［J］.机械传动，2018，42（12）：114-117.
ZHANG Lei，YANG Weichao，JIANG Qianqian，et al.Structural stress analysis of the core components of the harmonic reducer［J］.Journal of Mechanical Transmission，2018，42（12）：114-117.
MEYER A.Harmonic drive gearing has a conical circular spline，with inner teeth，to mesh in parallel with the outer teeth of the flexspline without a tooth correction：DE102005029591［P］.2007-01-04.
魏云平.谐波齿轮波发生器外轮廓形状的研究与改进［J］.唐山学院学报，2014，27（3）：59-60.
WEI Yunping.A research and improvement on the outer contour shape of the harmonic gear-wave generator［J］.Journal of Tangshan University，2014，27（3）：59-60.
陈鹏，范元勋.波发生器对谐波齿轮传动的影响分析研究［J］.机械制造与自动化，2017，46（2）：41-44.
CHEN Peng，FAN Yuanxun.Study on the influence of wave generator on harmonic gear drive［J］.Machine Building and Automation，2017，46（2）：41-44.
周清华.基于不同波发生器的柔轮强度有限元分析［D］.成都：四川大学，2006：46-64.
ZHOU Qinghua.Finite element analysis of the strength of flexible wheels based on different wave generators［D］.Chengdu：Sichuan University，2006：46-64.
齐豫生.新领导百科全书 第5卷［M］.北京：中国文联出版社，1999：134-135.
QI Yusheng.Xin ling dao bai ke quan shu［M］.Beijing：China Literary Federation Press，1999：134-135.
YAGUE-SPAUDE E，GONZALEZ-PEREZ I，FUENTES-AZNAR A.Stress analysis of strain wave gear drives with four different geometries of wave generator［J］.Meccanica，2020，55（11）：2285-2304.
李锦燊.正交实验法优选烫伤合剂的提取工艺［J］.时珍国医国药，2006（7）：1238-1239.
LI Jinshen.Optimization of the extracting process for Tangshang Heji by orthogonal test［J］.Lishizhen Medicine and Materia Medica Research，2006（7）：1238-1239.
高海波，李志刚，邓宗全.基于ANSYS的杯形柔轮结构参数对柔轮应力的敏感度分析［J］.机械工程学报，2010，46（5）：1-7.
GAO Haibo，LI Zhigang，DENG Zongquan.Sensitivity analysis of cup-shaped flexible gear parameters to its stress based on ANSYS［J］.Journal of Mechanical Engineering，2010，46（5）：1-7.
张弦，姜歌东，梅雪松，等.采用瞬态有限元及加速寿命试验的谐波减速器时变可靠度评估方法［J］.西安交通大学学报，2020，54（4）：1-9.
ZHANG Xian，JIANG Gedong，MEI Xuesong，et al.Time-dependent reliability evaluation method of harmonic drive with transient finite element and accelerated life test［J］.Journal of Xi'an Jiaotong University，2020，54（4）：1-9.
吴灿，陶孟仑，陈定方，等.谐波减速器柔轮疲劳寿命及其力学性能分析［J］.机械传动，2022，46（1）：115-119.
WU Can，TAO Menglun，CHEN Dingfang，et al.Analysis on fatigue life and mechanical properties of flexspline of harmonic reducer［J］.Journal of Mechanical Transmission，2022，46（1）：115-119.
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