1、I 分 类 号 密 级 宁 徐XXX 毕业设计 (论文 ) 谐波齿轮减速器设计及性能仿真 姓名 班 级 II XXX 学位论文原创性声明 本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 论文作者签名： 日期： 年 月 日 XXX 学位论文版权协议书 本人完全了解 XXX 关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归
2、XXX 所拥有。 XXX 有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。 XXX 可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 论文作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 III 摘 要 谐波传动是一个相对较新类型的传输。新的运动转换原理，新的啮合特性，但柔性部件的发展有这样的传输原因需要专门的理论。与一般的齿轮传动比，体积小，重量轻，精度高，低噪音等相比。由于谐波传动柔轮的存在可以产生变形控制波动，从而使啮合原理，
3、算术几何，强度计算，结构设计，与传统的刚性构件面向实质上是一个很大的区别。 关键词 : 谐波、有限元、三 维、减速机 IV Abstract Harmonic drive is a relatively new type of transmission.Since the invention of the harmonic drive has experienced several decades.New sports transformation principle, a new meshing feature, a flexural member is the development of
4、 the cause of the transmission need special theory.It compared with the general gear transmission, large transmission ratio, small volume, light weight, high precision, low noise, etc.Because there exist in harmonic gear drive can cause a controllable wave deformation of soft round, so that the mesh
5、ing theory of arithmetic, geometry, strength calculation, structure design, with the traditional rigid gear transmission components in nature are very different Keywords: Harmonic, finite element, 3 d, reducer 全套图纸 外文翻译 扣扣 : 1411494633 徐 州 工 程学 院 毕 业 设 计 （论 文） 5 目录 摘 要 . 3 Abstract . 3 第 1 章 绪论 . 7
6、1.1 论文概述 . 7 1.2 谐波减速机国内外发展现状 . 7 1.3 本文研究内容 . 9 1.4 本文研究意义 . 9 第 2 章 谐波减速机方案设计 . 9 2.1 谐波减速机组成 . 9 2.2 谐波减速机分类 . 9 2.3 谐波减速机传动方案 . 11 2.4 本章小结 . 12 第 3 章 谐波减速机 设计 . 13 3.1 传动装置总体设计 . 13 3.1.1 传动方案的确定 . 13 3.1.2 刚轮柔轮齿数模数确定 . 13 3.2 谐波齿轮传动的主要参数确定 . 13 3.2.1 主要啮合参数的选择 . 13 3.2.2 柔轮刚轮的几何尺寸计算 . 14 3.2.3
7、 保证传动正常工作的条件 . 16 3.3 主要零件的材料和结构 . 16 3.3.1 柔轮材料 . 16 3.3.2 刚轮材料 . 17 3.3.3 波发生器材料 . 17 3.3.4 柔轮结构设计 . 17 3.3.5 刚轮结构设计 . 19 3.4 承载能力计算 . 20 6 3.5 传动效率的计算 . 23 3.6 本章小结 . 23 第 4 章 谐波减速机三维建模 . 24 4.1 Solidworks 三维建模技术 . 24 4.2 谐波减速机三维建模 . 24 4.3 谐波减速机装配 . 31 4.4 本章小结 . 34 第 5 章 谐波齿轮减速器 ADAMS 仿真 . 35 5
8、.1 虚拟样机技术 . 35 5.2 ADAMS 软件概述 . 35 5.3 谐波齿轮减速器前处理 . 36 5.4 谐波齿轮减速器运动仿真 . 40 5.5 本章小结 . 42 总结 43 致谢 . 44 参考文献 . 45 徐 州 工 程学 院 毕 业 设 计 （论 文） 7 第 1 章 绪论 1.1 论文概述 传动原理与普通谐波传动齿轮是 相异 的，它是利用柔性齿轮的受控弹性变形。因为波发生器由齿轮的变形所产生的弹性力的作用是大致对称的谐波，使机械传动装置是一个谐波驱动。 1.2 谐波减速机国内外发展现状 谐波传动国内形势的发展趋势：自 1961 年以来的开发工作，中国的谐波传动，而且在
9、研究，试验和使用取得了巨大成就。到目前为止，中国有几十家从事科研工作在这一领域的单位，并已开发多种类型的谐波齿轮手段。精度谐波传动装置，例如一个 传输误差小于 9“，回报是小于 4”，属于 45 分贝小谐波齿轮传动用于水下探测器极光谐波齿轮，以及用于发射导弹和雷达的高灵敏度噪声发送功率谐波谐波传动齿轮我们的研究和开发工作奠定了坚实的基础。 北京是一个重要的生产基地，为中国的谐波传动由北京科美谐波传动技术有限公司所有，该公司主要生产谐波传动北京理工大学和科技实业公司北京天阶，由谐波传动产品的单位表示。国内谐波传动公司已经在国防工业及各种机械产品在民用领域的产品，部分产品已出口国外，固体润滑谐波传
10、动和短杯谐波传动产品已研制成功。 2006 年以来，北京工商大学的谐 波传动齿轮的基本知识产权，谐波齿轮刀具和双圆弧谐波传动开发的双圆弧齿廓的椭圆形波发生器凸轮的基础上。通过有限元分析结果表明，双圆弧轮廓有效地降低应力软齿根。比较试验表明，双圆弧谐波变频器刚度和运动精度显著优于渐开线谐波驱动，特别是在低负荷段，传动刚度增加了 40。 现状与发展谐波传动海外动向： 1964 年，日本的长谷川齿轮公司的实际谐波传动减速器 ; 1970 年，长谷 河 USM公司的合资公司在日本东京的谐波 Oy 公司公司（谐波驱动系统公司）。根据协议，该公司收到的谐波谐波传动机构的商业利益，从长谷川公司。 8 197
11、6 年 9 月，该公司的资金下降至 100 万日元， USM 的谐波传动公司成为全资子公司。 1984 年 12 月，为了扩大市场，公司成立于台湾和韩国谐波 Oy 公司代理销售。 1987 年，美国以扩大其市场，创造高清晰度系统的子公司，而三井物产有限公司签订在韩国经销协议。 1988 年，他开始生产谐波传动减速器有一个新开发的 IH 牙齿。在 1989 年，它创造了一个全资子公司，“新”和谐 Oy 公司公司的商业利益的转移。上一页谐波 Oy 公司公司被接管康登电子。 1990 年，该公司转向从日本长野松本穗高工厂设于 1996 年，这家德国公司 谐波传动 ANTRIEBSTECHNIK（现谐
12、波传动公司）生产基地签订了欧洲，中东，非洲，印度的独家分销协议，并在产品销售拉丁美洲，同年十二月签署的许可和技术支持协议。 1998 年，该公司进入谐波 Oy公司证券场外交易市场交易商，日本社会 ;在 1999 年，创立了 HD 流和谐波的精度，和其他子公司。 2002 年，该公司的流通股收购的谐波传动的 25 ; 2004 年 12 月，进入 JASDAQ 股票市场 ; 2005 年，在美国创造了谐波传动有限责任公司，这是一个谐波传动 HD 系统纳博特斯克技术合资公司。 谐波传动公司 -Micromotion设立子公司专门从事直接 LIG工艺开发微谐波传动与制造（图 3），并在微谐波传动领域
13、的传输方案，向市场推出 2005 年“ P “式齿轮，显影 MHD8 和 MHD10 两个系列的产品，为 8毫米，行星波发生器， 160,500 和 1000 的最小直径，最低质量 2.2 克的变速比，可重复性高达 10 弧秒。 传统工艺可以加工齿轮最小模时 60 100m 时，以及使用该 LIGA 工艺因此微谐波齿轮传动组件。 LIGA 工艺可以是高纵横比的微结构，它起源于 20 世纪 80 年代在德国卡尔斯鲁厄核研究中心，这是微机电系统（ MEMS）处理的一个重要 过程。谐波传动聚合物，专门从事热塑性开发和制造的规模化生产高精度谐波传动减速比的子公司，该公司负责Ovalo 大批量，定制开发
14、或谐波传动，工业产品的子公司的生产和应用。谐波传动也英国，法国，意大利，澳大利亚和西班牙，以创建一个额外的五家子公司，以加强国际销售和本地化服务。 自 2000 年以来，日本屑屑 Oy 公司投资研究相关的商标，根据公司（谐波驱动系统公司）， 2007 年财报，减缓以及 15 个十亿日元，占公司产品的 75.7，机销售 ;该公司已经开发 55研发人员，占 14.9，工作人员的比例 ;研发费用 1.185 one 十亿日元，占净销售额的 6.2。 徐 州 工 程学 院 毕 业 设 计 （论 文） 9 日本谐波 Oy 公司，通过深化规模的研究和开发，运营和资本运作，促进新产品和升级发展。而国外，主要
15、集中在日本，相比于国内同行业，小规模谐波传动和产品品种，缺乏研发人才，并投资在加强知识产权保护，加快新产品开发，产品升级和管理，在日本开发，谐波 Oy 公司公司可以作为一个有用的参考 。 1.3 本文研究内容 （ 1）调研国内外谐波减速机工作原理以及发展现状，。 （ 2）根据调研结果，针对当前比较流行的谐波减速机进行分析比较，综合各个结构的特点，设计谐波减速机的构型方案。 （ 3）根据设计方案 ，对轴承、 电动机、减速机、 轴承座、 连接轴 、进行选型计算，并进行应力校核。 （ 4）根据设计方案，采用三维软件 solidworks 软件对谐波减速机进行三维建模。 1.4 本文研究意义 虽然有一
16、些基本的和规模，创造中国机械工业，以满足经济需求和人民生活的，因为最初，是一个重要的发展，五十年。然而，科学技术在发达国家的世界里，在技术水平和中国机械工业产能的迅速发展显著的差距。因此，为了改造传统产业我们的新技术，新的高科技产品的开发，以及机械行业的重点关注和改革，它已成为所有传统产业。机电一体化是机械，电子，计算机， 机械和电子技术相结合的自动化控制技术。这就是，为了获得视图最佳整体来看，是技术从系统或该系统的产物。近年来，世界上的制造技术，生产系统，柔性的发展，发达国家为了提高智能水平，将竞争的机电一体化技术的发展。机电一体化，传统的机械行业，生产和管理体制发生了重大变化，使产业结构，
17、它带来了惊人的，革命性的变化所带来的好处。 10 第 2 章 谐波减速机方案设计 2.1 谐波减速机组成 谐波齿轮机构通常由波发生器 H，柔轮 g 和刚性轮 b（使用具有刚性类似的符号表示行星齿轮机构）的三个基本部分组成。如下图所示： 图 2.1 谐波 减速机组成 在谐波驱动，所述波发生器的转动 H，在某些点上柔轮的变形循环的数目，称为柔轮的扭曲波数，用符号 表示 ;该变形波数微克应该是灵活的车轮和刚性轮 B 在同一时间，以确定各区域接合的数目。然而，由于柔轮克材料允许的极限应力，通常大多采用双波（ U = 2）和三波（ U = 3）驱动器 ;目前，广泛使用的仍是双波（ U = 2）传输。和刚
18、轮 B和 G的圆形软齿差通常应视为波数柔轮摹 U 型的变形，即 Z-Z = U;或者，在写入的情况下考虑的倍数。 变形波数 u 柔轮和齿数 Z = ZZ 刚性轮 b和 g 柔轮数糟糕的选择应判断病情的强度和柔软的轮子大小的传动比。用于传输比 i 80 刚刚制成柔轮克，使用失真波数 u = 2和齿数 Z 的数量 = ZZ = 2 是比较合理的区别。用于传输比 i 120，当齿数 Z 的数量之间的差 = ZZ = 3，然后使用灵活轮变形波数 u = 3。 当变形波数 u = 2，且齿数 Z = ZZ = 0（零齿差）的数目之间的差，啮合该零差速齿轮的齿轮啮合是完全可以实现的。这成为柔轮 3G 连接和输出刚轮 b啮合方式。 2.2 谐波减速机分类 a. 单波传动 其齿差为 1。由于在谐波传动的不平衡，其中柔轮变形不对称和啮
