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谐波传动系统齿廓优化设计与侧隙控制补偿 被引量：5
1
作者 李武超 梅杰 +4 位作者 陈鹏 郭政 陈定方 张慧明 吴俊峰 《武汉科技大学学报》 CAS 北大核心 2021年第1期51-59,共9页
基于ANSYS有限元仿真数据,采用包络法对谐波减速器的刚、柔轮共轭齿廓进行设计和初步优化。在对刚轮空间齿廓进一步优化时,在刚轮与柔轮齿廓之间设定一个齿侧间隙常数,建立谐波传动系统的动力学模型,采用PID控制补偿方法对谐波传动系统... 基于ANSYS有限元仿真数据,采用包络法对谐波减速器的刚、柔轮共轭齿廓进行设计和初步优化。在对刚轮空间齿廓进一步优化时,在刚轮与柔轮齿廓之间设定一个齿侧间隙常数,建立谐波传动系统的动力学模型,采用PID控制补偿方法对谐波传动系统的齿侧间隙误差控制补偿进行研究。结果表明,借助仿真数据初步优化后的刚轮空间齿廓与柔轮空间变形能够较好贴合,刚、柔轮的啮合状态得到明显改善;PID控制补偿方法对齿侧间隙造成的系统误差具有较好的调节作用,能在1.5 s内使误差趋近于0,提高了谐波传动系统模型建立的准确性,有利于提高谐波系统的传动精度。 展开更多
关键词 谐波传动 齿廓设计 包络法 齿侧间隙 PID补偿
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杯形谐波减速器齿廓修形方法及寿命预测分析
2
作者 梅杰 张彤 +4 位作者 郭政 陈定方 吴俊峰 张慧明 胡群飞 《机械传动》 北大核心 2024年第10期51-60,共10页
杯形谐波减速器柔轮与波发生器装配时产生的径向变形量理论与实际不符,柔轮与刚轮轮齿出现啮合干涉,基于柔轮装配的变形情况提出了柔轮齿廓修形方法。通过有限元法装配仿真确定了合适的修形量,修形后柔轮经过装配和运转有限元分析,最后... 杯形谐波减速器柔轮与波发生器装配时产生的径向变形量理论与实际不符,柔轮与刚轮轮齿出现啮合干涉,基于柔轮装配的变形情况提出了柔轮齿廓修形方法。通过有限元法装配仿真确定了合适的修形量,修形后柔轮经过装配和运转有限元分析,最后基于Miner线性疲劳理论采用Fe-safe软件对柔轮寿命进行了预测。结果表明,修形后柔轮装配时最大应力从962.2 MPa降低至532.7 MPa,负载运转时应力为609.9 MPa,轮齿应力有较大改善且啮合干涉情况得到解决,柔轮寿命循环次数为4.28×10^(6)。 展开更多
关键词 谐波减速器 齿廓修形 有限元法 寿命评估
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基于数字孪生的过盈配合组件装配质量监测方法 被引量：3
3
作者 盛毕武 杨艳芳 +3 位作者 吕小波 方贵南 陈定方 吴俊峰 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2023年第5期40-49,共10页
[目的]针对过盈配合组件装配质量难以控制的问题,提出一种基于数字孪生的过盈配合组件装配质量监测方法。[方法]结合数字孪生技术,构建过盈配合组件装配质量监测系统框架;综合分析实际装配过程,设计基于压装力的装配过程实时监测流程;... [目的]针对过盈配合组件装配质量难以控制的问题,提出一种基于数字孪生的过盈配合组件装配质量监测方法。[方法]结合数字孪生技术,构建过盈配合组件装配质量监测系统框架;综合分析实际装配过程,设计基于压装力的装配过程实时监测流程;结合压装过程中压装力历史数据,建立了基于Markov的压装力状态预测模型。综合比较理论压装力、实际压装力以及压装力预测状态,实现过盈配合组件装配质量的综合判断。[结果]以典型船用行星减速器输出轴与太阳轮过盈配合为例进行验证,验证结果表明,该方法可实现在装配过程中关键点压装力的实时采集和监测,预测未来质量特征点的压装力状态,同时,实验结果与模型预测结果具有一致性。[结论]以数字孪生为基础监测过盈配合组件装配质量的方法是有效可行的,研究结果对机械产品智能化装配过程中质量监测的实现具有重要参考意义。 展开更多
关键词 过盈配合 装配质量 数字孪生 MARKOV模型 行星减速器
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谐波减速器柔轮疲劳寿命及其力学性能分析 被引量：9
4
作者 吴灿 陶孟仑 +4 位作者 陈定方 吴俊峰 舒伟明 陈芳 张慧明 《机械传动》 北大核心 2022年第1期115-119,共5页
柔轮作为谐波减速器中最薄弱的环节之一,一直是谐波减速器可靠性研究中备受关注的对象。以CSG-32-80型谐波减速器为对象,利用AnsysWorkbench对其柔轮进行了瞬态分析,得出了柔轮应力、应变的分布情况;将有限元分析结果导入NcodeDesignlif... 柔轮作为谐波减速器中最薄弱的环节之一,一直是谐波减速器可靠性研究中备受关注的对象。以CSG-32-80型谐波减速器为对象,利用AnsysWorkbench对其柔轮进行了瞬态分析,得出了柔轮应力、应变的分布情况;将有限元分析结果导入NcodeDesignlife疲劳分析模块,结合柔轮材料的S-N应力—寿命曲线,得出了柔轮的疲劳寿命。并通过正交实验的方式探究了柔轮最大应力与柔轮长度、柔轮壁厚、柔轮齿宽3种参数之间的关系,为柔轮结构的最优化设计提供了一定理论参考。 展开更多
关键词 柔轮 有限元分析 疲劳寿命 力学性能 正交实验设计
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谐波减速器柔性轴承疲劳寿命及其力学特性分析 被引量：4
5
作者 刘斌 陶孟仑 +5 位作者 母慢 陈定方 吴灿 吴俊峰 张慧明 舒伟明 《机械传动》 北大核心 2023年第2期131-136,共6页
基于Ansys Workbench软件对柔性轴承建立多体接触以及动力学模型,分析了其内外圈在装配及外载荷条件下的应力应变;并基于nCode-Designlife软件,对柔性轴承内外圈进行了疲劳寿命评估。此外,针对影响柔性轴承力学特性的3个因素设计正交试... 基于Ansys Workbench软件对柔性轴承建立多体接触以及动力学模型,分析了其内外圈在装配及外载荷条件下的应力应变;并基于nCode-Designlife软件,对柔性轴承内外圈进行了疲劳寿命评估。此外,针对影响柔性轴承力学特性的3个因素设计正交试验,分析了其对柔性轴承力学性能的影响。结果表明,内圈的疲劳薄弱位置位于长轴外端面,外圈的疲劳薄弱位置则位于长轴处滚珠与沟道接触区域,且最大径向变形量对内外圈的应力影响显著;在一定范围内减小径向变形并控制滚珠数,有助于减小应力提高寿命。该研究结果为柔性轴承的设计提供了参考。 展开更多
关键词 柔性轴承 多体接触模型 疲劳寿命 力学特性 正交试验设计
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谐波减速器改性凸轮波发生器的设计 被引量：1
6
作者 韩金林 李波 +4 位作者 李朋飞 邓宏碧 张烨恒 吴俊峰 陈芳 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2022年第6期885-890,共6页
波发生器是柔轮受力特性研究的关键。为能够提高柔轮的寿命,提出了一种新的改性凸轮波发生器作用于柔轮。改性凸轮轮廓由两段偏心圆弧和两段椭圆弧连接组成,并将偏心圆弧与椭圆弧平滑过渡、柔轮内表面载荷分布均匀、啮合处啮合性能良好... 波发生器是柔轮受力特性研究的关键。为能够提高柔轮的寿命,提出了一种新的改性凸轮波发生器作用于柔轮。改性凸轮轮廓由两段偏心圆弧和两段椭圆弧连接组成,并将偏心圆弧与椭圆弧平滑过渡、柔轮内表面载荷分布均匀、啮合处啮合性能良好等限制条件转化为设计改性凸轮的约束条件。通过计算实例分析了不同参数的改性凸轮作用下的柔轮内周边曲线曲率变化,并据此选取了改性凸轮波发生器。有限元仿真和试验结果表明,与传统的椭圆凸轮波发生器作用的谐波减速器相比,采用改性凸轮作用的谐波减速器柔轮的齿圈两端端的应力明显降低,应力的分布也更加均匀,传动的精度更高,寿命更长。 展开更多
关键词 谐波减速器 改性凸轮波发生器 柔轮应力 疲劳寿命
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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
7
作者 母慢 陶孟仑 +4 位作者 刘斌 陈定方 吴俊峰 张慧明 胡群飞 《机械传动》 北大核心 2023年第3期65-70,共6页
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... 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。 展开更多
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
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改性谐波传动系统弯扭耦合振动建模与分岔特性 被引量：2
8
作者 韩金林 李波 +1 位作者 邓宏碧 王熙 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2021年第5期59-67,共9页
建立改性谐波传动系统等效物理模型,将改性谐波传动系统中扭转刚度、阻尼、齿侧间隙以及传动误差等非线性因素等效为上述物理模型啮合产生的非线性因素,并推导出改性谐波传动系统弯扭耦合振动方程。采用数值积分方法求解系统非线性振动... 建立改性谐波传动系统等效物理模型,将改性谐波传动系统中扭转刚度、阻尼、齿侧间隙以及传动误差等非线性因素等效为上述物理模型啮合产生的非线性因素,并推导出改性谐波传动系统弯扭耦合振动方程。采用数值积分方法求解系统非线性振动方程并研究谐波传动系统的运动状态随转速、齿侧间隙与传动误差幅值变化的分岔特性,通过试验验证模型及理论分析的正确性。结果表明,随着转速的增大,系统由鞍结分岔进入混沌状态,最终由倍周期逆分岔转变为稳定的周期一运动;随着齿侧间隙的增大,系统由鞍结分岔进入混沌,之后进入短暂的周期三运动后完全变为混沌状态;而随着传动误差幅值的增大,系统由倍周期分岔进入混沌。相对阻尼比以及静态载荷对系统的稳定性都有较大的影响,相对阻尼比和静态载荷的增大均会使得系统混沌分岔现象减弱。研究结果可对提高改性谐波传动系统稳定性、减震降噪以及延长系统寿命提供理论参考。 展开更多
关键词 改性谐波传动系统 非线性振动 弯扭耦合 分岔 混沌
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过盈联接装配质量研究方法综述 被引量：1
9
作者 宋刚 刘顶 +3 位作者 杨艳芳 盛毕武 陈定方 吕小波 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2024年第5期204-210,共7页
过盈联接组件的装配质量受多种因素影响、人工经验依赖强,表现出装配质量不稳定、事后维修困难等特性,需对其装配质量进行预测和评估,以确保产品整个生命周期的可靠性和稳定性。有关过盈联接装配质量的研究已经积极开展,但缺乏对所开发... 过盈联接组件的装配质量受多种因素影响、人工经验依赖强,表现出装配质量不稳定、事后维修困难等特性,需对其装配质量进行预测和评估,以确保产品整个生命周期的可靠性和稳定性。有关过盈联接装配质量的研究已经积极开展,但缺乏对所开发方法的系统分析与总结。基于以上研究现状,文中从装配前预测分析、装配过程中实时监测及装配后质量检测三个方面对相关方法进行综合论述,系统地描述这些方法的应用。为了进一步方便研究人员和从业者,对所运用方法的关键问题进行分析,并概述了过盈联接装配质量未来的研究和发展方向。 展开更多
关键词 过盈联接 装配质量 系统分析
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短筒谐波减速器齿廓设计及装配力学特性分析 被引量：1
10
作者 郭政 梅杰 +4 位作者 李武超 陈定方 吴俊峰 张慧明 胡群飞 《武汉理工大学学报》 CAS 2021年第12期80-86,共7页
为了降低谐波减速器柔轮装配变形后的倾角的影响,以传统的余弦波发生器为研究对象提出一种轴向带有0.98°倾角的三维波发生器。设计基于包络理论法的双圆弧公切线齿廓,并进行谐波传动平面运动学分析。通过Abaqus软件对柔轮与波发生... 为了降低谐波减速器柔轮装配变形后的倾角的影响,以传统的余弦波发生器为研究对象提出一种轴向带有0.98°倾角的三维波发生器。设计基于包络理论法的双圆弧公切线齿廓,并进行谐波传动平面运动学分析。通过Abaqus软件对柔轮与波发生器装配过程的有限元分析,得到柔轮的装配变形、应力分布情况。与余弦波发生器装配结果对比发现,采用带有倾角的三维波发生器装配使柔轮长轴处径向变形量更接近理论值0.35mm,柔轮最大应力从865.7MPa降低至682.3MPa,显著降低柔轮装配应力,使柔轮后端面与筒体连接处应力分布更加均匀。圆周方向0°~180°应力值保持在24.4~176.172MPa。 展开更多
关键词 谐波减速器 双圆弧齿廓 变形 柔轮应力 倾角
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