锥束口腔CT诊断设备中扫描装置传动系统对传动精度要求高,普通传动装置难以满足其使用要求,针对我国研发的口腔CT机传动机构存在噪声大、定位精确度不高等问题,利用谐波传动机构传动平稳、传动精度高等优点,并结合行星齿轮传动抗冲击和振动能力较强等特点,设计出一套用于锥束口腔CT扫描装置的复合谐波传动装置。运用三维设计软件SolidWorks进行三维建模,并导入Adams动力学仿真软件进行了仿真实验,结果表明,设计的复合谐波传动装置响应迅速,转动平稳,传动精度高,满足医用要求。

谐波齿轮传动过程中,双圆弧齿廓可有效避免尖点啮合现象。为进一步优化双圆弧齿廓,提高谐波齿轮传动装置的性能,基于改进运动学法的精确共轭理论,采用Matlab编程计算的方法,对比分析了柔轮齿廓中主要参数的变化对共轭区域和共轭齿廓的影响。分析结果表明,柔轮轮齿凸齿廓圆弧半径、凹齿廓圆弧半径和径向变形量对共轭齿廓形状影响显著;而公切线倾角、公切线长度对共轭区间和共轭齿廓弧长影响较明显,合理选用柔轮齿廓参数可有效提升谐波齿轮装置的传动性能。

在谐波齿轮传动中,空载啮合侧隙对其传动性能有显著影响。基于谐波传动共轭精确求解方法,研究了谐波齿轮传动共轭区间、刚轮理论共轭齿廓和侧隙随柔轮齿廓参数的变化规律。研究结果表明,柔轮齿廓参数对啮合共轭区间、刚轮理论共轭齿廓和侧隙具有决定性作用。减少凸齿廓圆弧半径有利于增加啮合共轭区间,但不利于减小侧隙;凹齿廓圆弧半径对共轭区间影响不明显,对侧隙影响较大;减小公切线倾角有利于增加共轭区间,也有利于减小侧隙值和改善侧隙分布;凸齿廓、凹齿廓圆弧半径对刚轮齿廓参数影响明显,公切线倾角对刚轮齿廓参数几乎无影响。合理选择柔轮齿廓参数能够获得更大的共轭区和更均匀的侧隙分布,从而提高承载能力和传动性能。

提出了一种保啮合性能的齿廓参数设计方法,建立了齿顶干涉判式,确定了干涉区域,基于共轭点和干涉区域齿顶点生成样本点,引导齿廓参数设计。该方法在已知一个齿廓设计另一个齿廓参数的过程中,既能避免齿顶干涉又保证共轭区间的啮合性能,省略了反复仿真分析、检验及修正过程。以一种谐波传动的齿廓设计为例,给定柔轮齿廓参数设计出刚轮齿廓参数;误差与侧隙分析表明,所设计的齿廓参数与共轭齿廓接近度好、侧隙分布理想,重合度及最大啮合深度得到保证;说明了该齿形参数设计方法是有效且能保证啮合性能的方法。

基于谐波齿轮传动共轭精确求解方法,提出三圆弧谐波齿轮传动齿廓设计方法,并研究了三圆弧柔轮齿廓参数对谐波传动共轭区间的影响。研究结果表明,三圆弧谐波齿轮传动较双圆弧谐波齿轮传动具有更宽的共轭区间和更小的共轭间隔区间;减少凸齿廓圆弧半径有利于增加谐波传动共轭区间,但不利于减少共轭间隔区间;减少中间圆弧半径、夹角δ1和δ2既利于增加谐波传动共轭区间,也利于减少共轭间隔区间;凹齿廓圆弧半径对实际共轭区间影响很小。合理选择柔轮齿廓参数可有效减少共轭间隔区间,增加共轭区,减少尖点啮合,增加齿间共轭接触,从而提高谐波齿轮传动精度和扭转刚度。

由于谐波传动中凸轮变形量理论值与实际不符,引起刚轮与柔轮齿廓干涉,以无公切线双圆弧谐波齿轮为研究对象,基于改进运动学法设计齿形,在Abaqus中建立谐波齿轮有限元模型,提取柔轮长短轴最大径向位移,结合双圆弧齿廓修形原理,采用Matlab进行仿真分析,研究不同凸轮径向变形量对柔轮修形的影响。结果表明,随着凸轮径向变形量增大,柔轮前端轮齿修形量急剧增大,后端轮齿修形量缓慢减小;当凸轮径向变形量为0.49mm左右时,修形后可实现空载下无干涉啮合。有限元法进一步完善了谐波传动齿廓修形原理。

针对光热发电中塔式太阳能热电系统的定日镜传动系统对传动精度要求高,普通传动装置难以满足的现状,利用谐波传动具有高精度的优点,并结合零齿差输出与谐波传动的特点,研制了一套短筒谐波传动装置。从统计学与概率理论出发,运用蒙特卡洛方法对装置的传动误差进行了模拟计算,并进一步对装置的传动精度进行了敏感性分析。结果表明,其传动精度能够满足定日镜的要求;柔轮与输出刚轮对传动精度影响最大;所研制的谐波传动装置相比于传统的谐波传动具有更小的长径比,实现了其体积的小型化。

运用ANSYS软件对实际例子薄壁圆筒零件-柔轮,进行了应力应变分析,得到了一种计算最大应力应变的实用方法,从而为柔轮应力应变分析提供了一种快速简洁的方法。

以某舵机齿啮式谐波齿轮减速器为研究对象,分析了影响其传动精度的误差源,在忽略伞齿轮副的高频误差和齿啮式输出误差的前提下,对谐波齿轮副的传动误差进行了理论计算,用谐波传动精度动态检测仪测量了整个减速器的传动链误差.结果表明计算值与测得值基本吻合,两者误差在10％以内,说明假设前提条件成立,为设计从理论上提高谐波减速器的传动精度提供本参考,具有实际应用价值。

气动葫芦凭着其强大的性能优势在工业生产中得到了广泛的应用目前很多发达国家明确规定在石油、化工、汽车、矿山等易燃易爆场合必须强制使用气动葫芦。分析了气动葫芦的工作原理、应用范围及其与传统的起重机、电动葫芦和机械手相比的优越性并以谐波传动技术和绿色技术在气动葫芦中的应用为例对气动葫芦的应用技术做了详细的研究。