谐波减速器柔轮外表面伸长及其对啮合的影响

刘孟霏; 杜群贵

doi:10.16578/j.issn.1004.2539.2023.12.002

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谐波减速器柔轮外表面伸长及其对啮合的影响

理论研究 | 更新时间：2023-12-21

- 谐波减速器柔轮外表面伸长及其对啮合的影响
- Outer Surface Elongation of Flexspline and Its Influence on Harmonic Drive Meshing
- 机械传动 2023年47卷第12期页码：13-18
- 作者机构：
  
  华南理工大学机械与汽车工程学院，广东广州 510640
- 作者简介：
  
  刘孟霏（1997— ），男，四川眉山人，硕士研究生；研究方向为机械传动，仿真及结构优化；1294595649@qq.com。
  杜群贵（1965— ），男，山东莱州人，博士，教授；研究方向为不确定因素对机械系统影响；ctqgdu@scut.edu.cn。
- 基金信息：
  
  2018~2019广东省重点领域研发计划(2019B090917004┫国家自然科学基金项目┣52075181)
- DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2023.12.002
  中图分类号：
- 纸质出版日期：2023-12-15，
  
  收稿日期：2022-09-15，
  
  修回日期：2022-11-15，
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刘孟霏,杜群贵.谐波减速器柔轮外表面伸长及其对啮合的影响[J].机械传动,2023,47(12):13-18.

Liu Mengfei,Du Qungui.Outer Surface Elongation of Flexspline and Its Influence on Harmonic Drive Meshing[J].Journal of Mechanical Transmission,2023,47(12):13-18.
刘孟霏,杜群贵.谐波减速器柔轮外表面伸长及其对啮合的影响[J].机械传动,2023,47(12):13-18. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2023.12.002.

Liu Mengfei,Du Qungui.Outer Surface Elongation of Flexspline and Its Influence on Harmonic Drive Meshing[J].Journal of Mechanical Transmission,2023,47(12):13-18. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2023.12.002.

摘要

谐波减速器侧隙的精确计算对于谐波减速器传动性能研究、承载能力计算和齿廓设计等至关重要，目前的研究多基于中性线不伸长理论，计算装配后柔轮齿廓的方位，进行齿廓设计。考虑到轮齿生长于柔轮外表面，而装配会使柔轮外表面产生应变，进而带动轮齿偏移，提出了基于柔轮齿圈外表面变形的空载侧隙求解方法；对空载侧隙进行了计算，发现新方法计算的柔轮装配会出现齿廓干涉，应在齿廓设计或谐波减速器结构设计时予以考虑。采用有限元方法对解析解进行了验证，二者结果基本吻合。

Abstract

The accurate calculation of the backlash of harmonic reducers is crucial for the study of transmission performance

load capacity calculation

and tooth profile design of harmonic reducers. The current research is based on the neutral line no-elongation theory

calculating the assembly of flexible gear tooth profile. Considering the fact that gear teeth grow in the flexspline outer surface

assembly will make flexspline outer surface deform

leading to deviation of gear teeth. In this study

the method for solving the no-load clearance is proposed based on the flexspline outer surface deformation. The results show that the new method for calculating the flexspline assembly may present tooth profile interference

which should be considered in tooth profile design or harmonic reducer design. The finite element method is used to verify the analytical solution

and the two results are basically consistent.

关键词

柔轮齿圈外表面变形空载侧隙

Keywords

Flexible gear ring gearOuter surface elongationNo-load backlash

references

程美玲，王家序，王俊，等.负载条件下谐波传动柔轮变形分析［J］.机械传动，2014，38（1）：58-61.

CHENG Meiling，WANG Jiaxu，WANG Jun，et al.Deformation analysis of flexspline of harmonic drive under load［J］.Journal of Mechanical Transmission，2014，38（1）：58-61.

乐可锡，沈允文.考虑谐波齿轮传动间隙的柔轮变形状态［J］.齿轮，1990（3）：1-4.

LE Kexi，SHEN Yunwen.The flexural deformation state of harmonic gear transmission clearance is considered［J］.Gear，1990（3）：1-4.

伊万诺夫.谐波齿轮传动［M］.沈允文，译.北京：国防工业出版社，1987：4-11，15.

IVANOV .Harmonic drive［M］.SHEN Yunwen，Jr.Beijing：National Defense Industry Press，1987：4-11，15.

沈允文，叶庆泰.谐波齿轮传动的理论和设计［M］.北京：机械工业出版社，1985：213-217.

SHEN Yunwen，YE Qingtai.Theory and design of harmonic gear transmission［M］.Beijing：China Machine Press，1985：213-217.

陈晓霞，牛洪波，姚云鹏，等.渐开线谐波齿轮柔轮最高装配应力分析研究［J］.华中科技大学学报（自然科学版），2020，48（5）：73-79.

CHEN Xiaoxia，NIU Hongbo，YAO Yunpeng，et al.Study on analysis of maximum assembly stress of flexspline in involute harmonic drive［J］.Journal of Huazhong University of Science and Technology （Natural Science Edition），2020，48（5）：73-79.

LI Y，ZHANG Y，ZHANG N，et al.Three-dimensional tooth profile design method of harmonic drive considering the deformation difference of the flexspline［J］.Engineering Computations，2021，38（8）：3351-3367.

杨勇，王家序，周青华，等.椭圆凸轮波发生器零侧隙谐波齿轮传动共轭齿廓精确求解［J］.中南大学学报（自然科学版），2017，48（12）：3231-3238.

YANG Yong，WANG Jiaxu，ZHOU Qinghua，et al.Exact solution for conjugate profiles of zero backlash harmonic drives with elliptical cam wave generators［J］.Journal of Central South University （Science and Technology），2017，48（12）：3231-3238.

程中甫，邢静忠，石立腾，等.基于谐波齿轮空间侧隙均匀化的三圆弧齿廓柔轮的径向修形设计［J］.机械传动，2021，45（12）：48-55.

CHENG Zhongfu，XING Jingzhong，SHI Liteng，et al.Radial modification design of triple arc tooth profile of flexspline on uniformly distributed spatial backlash based on harmonic gear［J］.Journal of Mechanical Transmission，2021，45（12）：48-55.

贺小飞，杨勇，黄彦彦，等.双圆弧谐波齿轮传动柔轮齿廓参数对侧隙的影响［J］.机械传动，2018，42（9）：13-18.

HE Xiaofei，YANG Yong，HUANG Yanyan，et al.Influence of flexspline tooth profile parameter of double circular arc harmonic gear drive on backlash［J］.Journal of Mechanical Transmission，2018，42（9）：13-18.

李武超，梅杰，陈鹏，等.谐波传动系统齿廓优化设计与侧隙控制补偿［J］.武汉科技大学学报，2021，44（1）：51-59.

LI Wuchao，MEI Jie，CHEN Peng，et al.Optimization design of tooth profile of harmonic drive system and backlash control compensation［J］.Journal of Wuhan University of Science and Technology，2021，44（1）：51-59.

牛洪波.谐波齿轮传动的啮合刚度分析及啮合力分布规律研究［D］.天津：天津工业大学，2020：11-21.

NIU Hongbo.Meshing stiffness analysis and meshing force distribution of harmonic drive［D］.Tianjin：Tianjin Polytechnic University，2020：11-21.

张宁，张英杰，李阳帆.考虑齿轮形变的谐波减速器齿廓优化方法［J］.西安交通大学学报，2019，53（12）：31-37.

ZHANG Ning，ZHANG Yingjie，LI Yangfan.Optimization method for double-arc tooth profile of harmonic reducer［J］.Journal of Xi'an Jiaotong University，2019，53（12）：31-37.

陈晓霞，杨朋朋，邢静忠，等.谐波齿轮负载侧隙和啮合力分布规律研究［J］.西安交通大学学报，2018，52（7）：9-17.

CHEN Xiaoxia，YANG Pengpeng，XING Jingzhong，et al.Research on distribution of loading backlash and meshing force of harmonic drive［J］.Journal of Xi'an Jiaotong University，2018，52（7）：9-17.

王家序，袁攀，谭春林，等.基于齿条近似法的谐波传动空间齿廓设计方法［J］.吉林大学学报（工学版），2017，47（4）：1121-1129.

WANG Jiaxu，YUAN Pan，TAN Chunlin，et al.Spatial tooth profile design of harmonic drive by rack approximation method［J］.Journal of Jilin University （Engineering and Technology Edition），2017，47（4）：1121-1129.

王家序，周祥祥，李俊阳，等.杯形柔轮谐波传动三维双圆弧齿廓设计［J］.浙江大学学报（工学版），2016，50（4）：616-624.

WANG Jiaxu，ZHOU Xiangxiang，LI Junyang，et al.Three dimensional profile design of cup harmonic drive with double-circular-arc common-tangent tooth profile［J］.Journal of Zhejiang University （Engineering Science），2016，50（4）：616-624.

董惠敏，董博，王德伦，等.基于瞬心线的谐波传动双圆弧齿形设计方法［J］.华中科技大学学报（自然科学版），2020，48（4）：55-60.

DONG Huimin，DONG Bo，WANG Delun，et al.Double circular arc tooth profile design method of harmonic drives based on centrodes［J］.Journal of Huazhong University of Science and Technology （Natural Science Edition），2020，48（4）：55-60.

JIA H，LI J Y，GUO X，et al.Modeling and analysis of pure kinematic error in harmonic drive［J］.Mechanism and Machine Theory，2021，155：104122.

YAO Y P，CHEN X X，XING J Z.Complex cycloidal tooth profile of circular spline in harmonic drive and its optimal fitting research［J］.Journal of Industrial and Production Engineering，2016，34（1）：1-8.

王梓荧，杜群贵，郑东州，等.基于空载侧隙与周向啮合刚度的谐波减速器啮合力研究［J］.机械传动，2021，45（11）：11-15.

WANG Ziying，DU Qungui，ZHENG Dongzhou，et al.Research on meshing force of harmonic drive based on backlash and meshing stiffness［J］.Journal of Mechanical Transmission，2021，45（11）：11-15.

郭宣瑾.谐波传动杯形柔轮表面摩擦学设计研究［D］.哈尔滨：哈尔滨工业大学，2013：1-3.

GUO Xuanjin.Study on tribological design of cup-shaped flexspline surface in harmonic drive［D］.Harbin：Harbin Institute of Technology，2013：1-3.

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