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谐波传动是20世纪50年代中期为适应航天技术发展而迅速发展起来的一种新型机械传动,这种新型传动一出现就显示了它的优越功能,它的许多特点是一般传动所不能比拟的。在六十年代,谐波传动已得到了许多国家的重视,因而在谐波传动的原理、设计、制造等方面都进行了深入的研究,并在系列化、标准化及推广应用方面做了大量的工作,获得了显著的成效。齿轮是许多机械设备中的主要传动部件,承担着传递运动和动力的重要任务。谐波齿轮传动机构是一种重要的新型机械传动方式,由于它的独特优点而日渐应用广泛。它可以用来传递同轴运动和直线位移运动;它还可与通常的齿轮任意组合完成平行轴、相交轴、交错轴间任意速比的传动。因此目前在最新的一些机械和仪器设备中采用了谐波齿轮传动。
然而,由于谐波传动中存在能产生可控变形的柔性构件,因而使问题的研究变得较为复杂,故到目前为止,虽然国内外已公开发表了数百篇论文及有关的著作,提供了成套的设计方法,但对其中某些主要问题如谐波传动啮合原理、运动学分析、柔轮变形分析等还未取得完全一致的看法,有待于更进一步地深入研究。
本文以弹性薄壳理论、虚位移、虚功原理为依据,对谐波齿轮传动不同柔轮尺寸(本论文主要研究小尺寸)受力后变形情况进行分析研究。以圆柱型柔轮为例进行研究,理论分析柔轮在受力作用下的变形规律,根据理论分析设计WS-2型谐波减速器并且实验验证。考虑到实际运行的困难本论文主要是利用ANSYS结构静力学部分来分析验证理论研究结果,由于ANSYS建立齿轮模型的复杂性,利用PRO/E建立齿轮三维实体模型。然后导入到ANSYS中分析柔轮在受力情况下的变形及应力状况,并设计出应用在地对空航空导弹尾翼控制系统中的谐波减速器,试验验证了其各项性能指标。试验结论表明所设计的减速器是符合要求的。本论文主要是为应用在导弹尾翼谐波减速器所设计,得出波发生器作用下柔轮变形及应力应变情况,为即将应用的导弹尾翼控制系统中的谐波减速器提供理论依据,同时也为产品的应用提供了强有力的基础。