谐波齿轮减速器设计及性能仿真(1)
谐波齿轮减速器的设计研究
（6）谐波齿轮传动还可以向密封空间传递运动和动力，采用密封柔轮谐波传动减速装
置，可以驱动工作在高真空、有腐蚀性及其它有害介质空间的机构。 （7）传动效率较高，且在传动比很大的情况下，仍具有较高的效率。 目前，国外小模数精密谐波齿轮减速器多采用短筒柔轮、其体积小、重量轻、承载能
力高；我国采用的还是普通杯型柔轮，还没有生产短筒柔轮谐波齿轮减速器。几种国外短 筒柔轮谐波齿轮减速器与国产精密杯形齿轮减速器的主要参数见表1，国外柔轮结构比较见 图1
2.1 确定传动方案................................................................................................. 3 2.2 传动比的计算及钢轮柔轮的齿数................................................................. 5 2.3 柔轮和刚轮的材料.......................................................................................... 5
注：此表如不够填写，可另加附页。
主要参考资料（具体格式以规范化要求规定为准）
1.文献检索关键词：谐波齿轮传动 推杆减速器 变速轴承 2. 孙恒.机械原理[M].高等教育出版社,2001 3. 徐灏.机械设计手册[M].机械工业出版社,1995 4. 司光晨.谐波齿轮传动[M].国防工业出版社,1978 5. 饶振纲.行星齿轮传动的设计[M].化学工业出版社,2003 6.减速机信息网：/
术的研究。它是建立在弹性变形理论基础上的一种新型传动技术。1959年美国学者 C·W·
谐波齿轮传动的设计与三维建模
e题目谐波齿轮减速器的设计与建模学生姓名 e 学号 e所在学院机械学院专业班级机械制造及其自动化指导教师 e __ __完成地点 ___2009 年 6 月 10 日谐波齿轮减速器的设计与建模作者：e（e）指导老师：e[摘要]：谐波齿轮传动是50年代中期，随着空间技术的发展，在薄壳弹性变形的理论基础上发展起来的一种新型的传动技术。
我国从1961年开始谐波齿轮传动方面的研制工作，并且在研究、试制和使用方面取得了较大的成绩。
但是在民用产品应用中，谐波减速器存在着传动“爬行”和“丢步的现象严重影响其谐波齿轮类产品的设计制造，也制约着其产品的不断推广，是该产品亟待解决的技术难题。
本文主要介绍了谐波齿轮传动的原理，发展历史，应用领域，发展趋势及其优缺点。
前半部分介绍了谐波齿轮减速器的设计计算，为了更好地分析谐波齿轮传动，后半部分用PRO/E建立了三维模型。
写出了主要零件的绘制过程，并展示了各个零部件，最后给出了装配图。
[关键词]：谐波齿轮，传动设计，三维模型，装配The design and modeling of harmonic gear reducerAuthor：e(e)Tutor: e[Abstract]Harmonic gear transmission is developed with the of space science and thchnology in mid 50s,on the basis of elastic thin shell theory developed a new type of drive technology.So far ,we have already had dozen of units engaged in the research ofthis aspect in our country ,and developed into a variety of types of harmonic gear transimission deviced.In this field it had research at different level on all issues, but many problems still has not yet been determined,and some regularity has not revealed .such as civilian products,There is “crawling”and”lost step”phenomenon in the harmonic gear reducer transmission .So it is impact on the design of harmonic gear product manufacturing,also restrict the further promotion of its products.and solove the problem that exist in the transmission ,it isan urgent need of a job in the current this kind of products.This artical main introducted the theory harmonic gear reducer ,and the development history of harmonic gear drive application filed,development trend,advantagesand disadvantages.The former introduce the design and calculate of harmonic gear reducer.In order to analyze the harmonic gear drive ，The later part with PRO/E to establish the three-dimensional model.Write the drawing process of the main parts .and showing all the parts .Finally ,given the assembly diagram.[ Key words]:Harmonic gear ,Transmission design,Three-disminsional model ,Assemble.目录1.绪论 (1)1.1选题的目的及研究意义 (1)1.2课题相关领域的研究现状和发展趋势 (1)1.3主要研究内容、途径及技术路线 (3)2.谐波齿轮减速器的传动方案的确定 (3)2.1确定传动方案 (3)2.2、传动方案的拟定 (6)3.谐波齿轮减速器的结构设计和设计计算 (7)3.1传动比的计算及柔轮刚轮齿数的确定 (7)3.2谐波传动主要零件的材料 (7)3.2.1 柔轮 (7)3.2.2 刚轮 (7)3.2.3抗弯环 (7)3.3柔轮、刚轮、波发生器的结构和尺寸计算 (8)3.3.1柔轮的结构和尺寸 (8)3.3.2 刚轮的结构和尺寸 (11)3.3.3波发生器的几何尺寸计算 (11)3.4验算与校核....................... 1错误！未定义书签。
谐波齿轮减速器设计及性能仿真
毕业设计（论文）题目谐波齿轮减速器设计及性能仿真学院机械设计制造及其自动化专业学生姓名学号指导教师系主任二级学院院长摘要谐波齿轮传动具有体积小、重量轻、结构紧凑、传动比大、效率高等优点。
广泛应用于矿山、冶金、飞机、轮船、汽车、起重机、电工机械、仪表、化工业等许多领域谐波齿轮传动有着广泛的发展前景。
谐波齿轮减速器与普通减速器相比具有体积小、重量轻、传动平稳、效率高、传动比范围大等优点。
但其设计计算较过程复杂，轴承的受力较大、寿命较短。
所以对于我们在设计这类减速器时如何进行参数的选择，避免大量繁杂的计算，如何选择好轴承使其使用寿命增加具有一定的设计意义。
对谐波减速器国内外的发展现状、优缺点、结构型式和其传动原理进行了一定的阐述。
在设计过程当中，对内啮合传动产生的各种干涉进行了详细验算；从如何提高轴承的寿命为出发点，来计算选择减速器齿轮的模数，最终合理设计减速器的整体结构。
关键词：谐波传动；减速器；内齿轮副AbstractHarmonic gear drive with small size, light weight, compact structure, transmission ratio, and high efficiency. Widely used in mining, metallurgy, aircraft, ships, cars, cranes, electrical machinery, instruments, chemical and many other fields of harmonic gear drive has a broad development prospects.Harmonic gear reducer reducer with ordinary compared with the small size, light weight, smooth transmission, high efficiency, transmission ratio range and so on. However, compared with its design and calculation process is complex, larger force bearing short-lived. Therefore, how we choose the parameters in the design of this type of reducer, to avoid a large number of complex calculations, how to choose to increase the service life of the bearings so that it has a certain design significance.Harmonic reducer development status at home and abroad, the advantages and disadvantages, structure type and its transmission principle, which must be explained. In the design process, various internal mesh transmission interference generated detailed checking; from how to improve bearing life as a starting point to calculate modulus choose Gear ultimately rational design of the overall structure of the gear unit.Keywords: harmonic drive; reducer; internal gear pair目录摘要................................................................................................... I I Abstract .. (III)第1章绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2谐波齿轮减速器研究内容拟解决的问题 (1)1.3 本文研究主要内容 (2)第2章谐波齿轮减速器设计 (3)2.1.传动结构形式的选择 (3)2.2.几何参数的计算 (3)2.3 凸轮波发生器及其薄壁轴承的计算 (4)2.3.1柔轮齿面的接触强度的计算 (5)2.3.2柔轮疲劳强度的计算 (6)2.4 轴结构尺寸设计 (7)2.5 轴的受力分析及计算 (7)2.6 轴承的寿命校核 (8)2.7 销轴的强度校核计算 (10)2.8 输入轴的强度校核 (10)2.9 键的校核计算 (13)2.9.1 联轴器处键的校核 (13)2.9.2 偏心套处键的校核 (13)2.9.3 支座处键的校核 (13)2.10 轴承的校核计算 (13)第3章谐波齿轮减速器三维设计图 (20)总结 (22)致谢 (23)参考文献 (24)第1章绪论1.1 概述随着现代工业的高速发展，机械化和自动化水平的不断提高，各工业部门需要大量的减速器，并要求减速器体积小，重量轻，传动比范围大，效率高，承载能力大，运转可靠以及寿命长等。
谐波齿轮减速器设计
中北大学毕业设计开题报告学生姓名：学号：学院、系：机械工程与自动化学院机械自动化系专业：机械电子工程设计题目：谐波齿轮减速器设计指导教师:2012年3月 13日毕业设计开题报告1．结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：文献综述一谐波齿轮传动的背景谐波齿轮传动是50年代末随着空间科学、宇航尖端技术的发展而产生的。
在谐波出现后的短短几十年中，世界各工业比较发达的国家都集中了一批研究力量致力于这类新型技术的研究。
它是建立在弹性变形理论基础上的一种新型传动技术。
1959年美国学者C·W·麦塞尔（Musser）取得该项技术的发明专利后，于1960年正式展出了实物。
谐波齿轮传动技术于1961年由上海纺织科学研究院的孙伟工程师引入我国。
此后，我国也积极引进并研究发展该项技术，1983年成立了谐波传动研究室，1984年“谐波减速器标准系列产品”在北京通过鉴定，1993年制定了GB/T 14118-93谐波传动减速器标准，并且在理论研究、试制和应用方面取得了较大的成绩，成为掌握该项技术的国家之一。
到目前为止，我国已有北京谐波传动技术研究所、北京中技克美有限责任公司、燕山大学、郑州机械研究所、北方精密机械研究所等几十家单位从事这方面的研究和生产，为我国谐波传动技术的研究和推广应用打下了较坚实的基础。
二设计谐波齿轮减速器的意义谐波齿轮传动是利用柔性构件的弹性变形波进行运动或动力传递的一种新型传动装置，谐波齿轮减速器一般是由波发生器、柔轮和刚轮所组成的，如图所示。
到应用。
另外，精确打击武器和微小型武器是未来军事高科技的发展趋势之一。
先后出现了微型飞机、便携式侦察机器人、微小型水下航行器、精确打击武器及灵巧武器和智能武器等新概念微小型武器系统。
他们具有尺寸小、成本低、、隐蔽性好、机动灵活等特征，在未来信息化战争、城市和狭小地区以及反恐斗争中将占据重要位置和发挥不可替代的作用。
谐波齿轮双圆盘波发生器设计与有限元仿真分析
1 圆盘波发生器计算理论 1.1 双圆盘波发生器结构
如图 1 所示，α1 为前盘作用下柔轮变形产生锥角， α2 为后盘作用下柔轮变形产生锥角，bc 为波发生器与柔 轮接触宽度。
1. 波发生器前盘 2. 波发生器后盘 3. 柔轮计算截面 图 1 双圆盘波发生器作用下柔轮变形示意图
由于波发生器结构特性，前、后圆盘轴向位置并非 同一平面内，当波发生器装入柔轮时，筒体产生的锥角 α1 ≠ α2，导致上、下两部分柔轮变形特征存在差异，影 响传动精度和啮合性能。因此，下文将以计算截面达到 给定径向变形量为目标，对波发生器前、后圆盘参数分 别进行设计计算。 1.2 波发生器前圆盘计算
参数
数值
柔轮中性层半径
r1/mm
120.99
柔轮筒长 l/mm 112.5
筒体厚度 h1/mm 2.69 齿圈宽度 b/mm 47
参数
数值
齿圈厚度 h2/mm 2.99
杯底圆盘内径 d2/ mm
110
最大径向变形量
w0/mm
1.25
筒环宽度 δ/mm 3.5
柔轮齿数
200
波发生器包角 γ/° 30
2021 年第 12 期 /
关键词：谐波齿轮；径向变形；双圆盘波发生器；有限元
中图分类号：TP242 文献标识码：A 文章编号：1001-0785（2021）12-0041-06
Abstract: Since the two disks of harmonic gear double disk wave generator are arranged on the same plane along the axis, the deformation and stress distribution in the two areas where the flexible gear contacts the wave generator are different. In order to reduce this difference, according to the assumption of straight generatrix, with the calculation of radial deformation of flexible gear in cross section as the design goal, the parameters of two disks of wave generator are designed, and the finite element model of contact analysis between parameterized cup-shaped flexible gear and wave generator is established, and the deformation characteristics and stress distribution of flexible gear under the action of improved double disk wave generator are compared and analyzed. The results show that the deformation characteristics of flexible gear in the front and rear disk action areas of the improved wave generator are consistent, and the stress distribution is improved obviously.
毕业设计谐波齿轮减速器设计及性能仿真
毕业设计谐波齿轮减速器设计及性能仿真设计背景谐波齿轮减速器是一种高效率、高减速比的减速器，其结构由谐波发生器、柔和环和若干对谐波轮组成。
利用谐波轮在柔和环的摩擦作用下的弹性变形，从而实现高减速比的传动。
谐波齿轮减速器结构紧凑、重量小，广泛应用于精密机床、机械手、航空航天等领域。
本次毕业设计旨在设计一种谐波齿轮减速器，并对其性能进行仿真分析。
设计步骤1. 确定减速比和输出转矩减速比是指减速器输出轴的转速与输入轴转速之比。
根据实际应用需求，本设计选择减速比为10∶1。
同时，在确定减速比的同时，需要根据应用场景的要求，确定输出转矩。
本设计选择输出转矩为100N•m。
2. 选择谐波轮和柔和环的参数谐波轮和柔和环的参数是谐波齿轮减速器设计中最关键的参数。
它们的选择直接影响减速器的性能。
本设计选择的参数如下：谐波轮齿数为120，柔和环齿数为108，柔和环弹簧刚度为1.5×10^7 N/m，柔和环内径为80mm。
3. 计算齿轮模数并绘制齿轮图样根据选择的谐波轮和柔和环参数，可以计算出齿轮模数。
本设计选择的齿轮模数为2.5。
根据齿轮模数画出齿轮图样，为了保证减速器的精度和寿命，齿轮图样应有合理的一些设计和制造要求，如齿数、齿形、端面接触等，应结合《机械设计手册》等相关标准规定确定。
4. 进行性能仿真分析利用有限元软件，对设计的谐波齿轮减速器进行性能仿真分析。
主要对输出转矩、转速、传动效率、载荷能力等指标进行分析。
5. 完成制造和组装根据设计图样，完成谐波齿轮减速器的制造和组装。
在制造过程中，应根据标准图样、制造工艺和精度要求进行加工，结合凸轮磨削、砜强化等工艺手段，确保减速器的精度和质量。
设计结果通过以上设计步骤和性能仿真分析，得到谐波齿轮减速器设计参数和性能指标如下：- 减速比：10∶1- 输出转矩：100N•m- 谐波轮齿数：120- 柔和环齿数：108- 柔和环弹簧刚度：1.5×10^7 N/m- 柔和环内径：80mm- 输出转速：60 r/min- 传动效率：90%- 载荷能力：500N通过制造和组装，得到的最终谐波齿轮减速器实际输出转矩、转速和传动效率等参数均符合设计要求，并且具有较高的精度和稳定性，可以满足实际工程需求。
谐波齿轮减速器的设计与建模
谐波齿轮减速器的设计与建模作者:e（e）指导老师：ee[摘要]：谐波齿轮传动是50年代中期，随着空间技术的发展，在薄壳弹性变形的理论基础上发展起来的一种新型的传动技术。
我国从1961年开始谐波齿轮传动方面的研制工作，并且在研究、试制和使用方面取得了较大的成绩。
但是在民用产品应用中，谐波减速器存在着传动“爬行”和“丢步的现象严重影响其谐波齿轮类产品的设计制造，也制约着其产品的不断推广，是该产品亟待解决的技术难题。
本文主要介绍了谐波齿轮传动的原理，发展历史，应用领域，发展趋势及其优缺点。
前半部分介绍了谐波齿轮减速器的设计计算，为了更好地分析谐波齿轮传动，后半部分用PRO/E建立了三维模型。
写出了主要零件的绘制过程，并展示了各个零部件，最后给出了装配图。
[关键词]谐波齿轮，传动设计，三维模型，装配The design and modeling of harmonic gear reducerAuthor:e(e)T utor:e[Abstract]Harmonic gear transmission is developed with the of space science and thchnology in mid 50s,on the basis of elastic thin shell theory developed a new type of drive technology.So far ,we have already had dozen of units engaged in the research ofthis aspect in our country ,and developed into a variety of types of harmonic gear transimission deviced.In this field it had research at different level on all issues, but many problems still has not yet been determined,and some regularity has not revealed .such as civilian products,There is “crawling”and”lost step”phenomen on in the harmonic gear reducer transmission .So it is impact on the design of harmonic gear product manufacturing,also restrict the further promotion of its products.and solove the problem that exist in the transmission ,it isan urgent need of a job in the current this kind of products.This artical main introducted the theory harmonic gear reducer ,and the development history of harmonic gear drive application filed,development trend,advantagesand disadvantages.The former introduce the design and calculate of harmonic gear reducer.In order to analyze the harmonic gear drive ，The later part with PRO/E to establish the three-dimensional model.Write the drawing process of the main parts .and showing all the parts .Finally ,given the assembly diagram.[ Key words]:Harmonic gear ,Transmission design,Three-disminsional model ,Assemble.目录1.绪论 (1)1.1选题的目的及研究意义 (1)1.2课题相关领域的研究现状和发展趋势 (1)1.3主要研究内容、途径及技术路线 (4)2.谐波齿轮减速器的传动方案的确定 ........................................... 错误!未定义书签。
减速器的设计与仿真
设计题目:减速器的设计与仿真设计内容和要求:1、拟定分析传动装置的传动方案。
2、电动机的选择。
3、传动装置的运动参数的动力参数的计算。
4、传动件及轴的设计计算。
5、轴承、键的选择及校核，减速器的润滑和密封的选择。
6、减速器的结构及附件设计。
7、绘制装配图和零件图。
8、培养撰写论文的能力。
1. 减速器的概念及一些减速器介绍1．1 减速器的概念减速器是一种由封闭在刚性壳体内的齿轮转动、蜗杆转动、齿轮－蜗杆转动所组成的独立部件，常用作原动件与工作机之间的减速器转动装置。
在少数场合也用作增速的传动装置，这时就称为减速器。
常用的齿轮及蜗杆减速器按其传动及结构特点，大致可分为三类：（1）齿轮减速器，主要有圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器和圆柱齿轮减速器三种。
（2）蜗杆减速器，主要有圆柱蜗杆减速器、圆弧齿蜗杆减速器、锥蜗杆减速器和蜗杆－齿轮减速器。
（3）行星减速器，主要有渐开线行星减速器、摆线针轮减速器和谐波减速器等。
1．2 常用减速器的主要类型、特点和应用齿轮减速器按减速齿轮的级数可分为单级、二级、三级和多级减速器几种；按轴在空间的互相装配方式可分为立式和卧式减速器；可分为展开式、同轴式和分流式减速器等。
单级圆柱减速器的最大传动比一般为ｉmax=8～10，作此限制主要为外轮廓尺寸过大。
若要求ｉ>10时，就要采用二级圆柱齿轮减速器。
二级圆柱齿轮减速器应用于i =8～50级高，低速级的中心距和α∑＝250～400mm的情况下。
二级圆柱齿轮减速器，它结构简单，可根据需要选择输入轴端和输出端的位置。
分流式圆柱齿轮减速器的轴可向任意一边伸出，便于传动装置的总体配置，分流级的齿轮均做成斜齿，一边左旋，另一边右旋以抵消轴向力。
同轴式二级圆柱减速器，它的径向尺寸紧凑，轴向尺寸较大，常用于要求输入轴端和输出轴端在同一轴线上的情况。
三级圆柱减速器，用于要求传动比较大的场合。
单级圆柱减速器和二级圆锥减速器，用于需要输入轴成90o配置的传动中。
谐波齿轮减速器设计
中北大学毕业设计开题报告学生姓名：学号：学院、系：机械工程与自动化学院机械自动化系专业：机械电子工程设计题目：谐波齿轮减速器设计指导教师:2012年3月 13日毕业设计开题报告1．结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：文献综述一谐波齿轮传动的背景谐波齿轮传动是50年代末随着空间科学、宇航尖端技术的发展而产生的。
在谐波出现后的短短几十年中，世界各工业比较发达的国家都集中了一批研究力量致力于这类新型技术的研究。
它是建立在弹性变形理论基础上的一种新型传动技术。
1959年美国学者C·W·麦塞尔（Musser）取得该项技术的发明专利后，于1960年正式展出了实物。
谐波齿轮传动技术于1961年由上海纺织科学研究院的孙伟工程师引入我国。
此后，我国也积极引进并研究发展该项技术，1983年成立了谐波传动研究室，1984年“谐波减速器标准系列产品”在北京通过鉴定，1993年制定了GB/T 14118-93谐波传动减速器标准，并且在理论研究、试制和应用方面取得了较大的成绩，成为掌握该项技术的国家之一。
到目前为止，我国已有北京谐波传动技术研究所、北京中技克美有限责任公司、燕山大学、郑州机械研究所、北方精密机械研究所等几十家单位从事这方面的研究和生产，为我国谐波传动技术的研究和推广应用打下了较坚实的基础。
二设计谐波齿轮减速器的意义谐波齿轮传动是利用柔性构件的弹性变形波进行运动或动力传递的一种新型传动装置，谐波齿轮减速器一般是由波发生器、柔轮和刚轮所组成的，如图所示。
到应用。
另外，精确打击武器和微小型武器是未来军事高科技的发展趋势之一。
先后出现了微型飞机、便携式侦察机器人、微小型水下航行器、精确打击武器及灵巧武器和智能武器等新概念微小型武器系统。
他们具有尺寸小、成本低、、隐蔽性好、机动灵活等特征，在未来信息化战争、城市和狭小地区以及反恐斗争中将占据重要位置和发挥不可替代的作用。
谐波减速器内齿柔三维建模及仿真加工
1.6 数控自动编程的优势
传统编程是指编制零件加工程序的各个步骤，即从零件图样分析及工艺处理、数值计算、编写程序单直至程序检验，均由人工完成，称为“手工程序编制”。数控自动编程是使用计算机进行数控机床程序编制工作，也即由计算机自动进行数值计算编制零件加工程序单。“自动程序编制”，在这里程序编制工作的大部分或全部由计算机来完成。
3、图形编程 对于某些特殊的，如安装了线切割和电火花的数控机床，有的都配置了图形编辑功能。这样就可以直接在计算机的显示屏上面画出加工零件图纸上的几何信息。然后系统就会自动的进行前后置处理便可以生成刀具的运动轨迹数据，可以储存起来也可以直接导入数控机床进行工件的加工。
1.4 数控自动编程的重要依据
随着制造业信息的快速发展，数控编程的标准也产生了一种发展的趋势。数控技术诞生的50年间基本都是基于ISO6983标准来交换信息，即采用G和M代码来描述如何加工，因而它的本质是面向加工过程的，但随着技术的不断发展，这已经不能够满足现代数控技术飞速的发展速度的需求了，于是，国际上正在着手于研究与建立一套新的CNC系统标准ISO14649（STEP-NC）。此种做法的目的在于提供一种不依赖于具体系统的中性机制，能够描述产品整个生命周期内的统一数据模型，从而实现整个制造过程，乃至各个工业领域产品信息的标准化。
毕业设计谐波齿轮减速器设计及性能仿真
毕业设计谐波齿轮减速器设计及性能仿真毕业设计：谐波齿轮减速器设计及性能仿真一、引言随着工业自动化的快速发展，谐波齿轮减速器作为一种高效、高精度、高刚度的传动装置，得到了广泛的应用。
在许多高精度数控机床、机器人、航空航天等领域，谐波齿轮减速器都发挥了重要的作用。
因此，对谐波齿轮减速器进行深入的设计及性能仿真研究，具有重要的理论意义和实际价值。
二、谐波齿轮减速器设计1、结构设计谐波齿轮减速器的结构设计是整个设计过程的基础。
结构设计需要考虑齿轮的形状、尺寸、材料、热处理方式等因素，同时还需要考虑减速器的整体结构布局和尺寸。
在设计中，需要结合实际工况和需求，选择合适的结构和参数，以保证减速器的性能和稳定性。
2、力学分析力学分析是谐波齿轮减速器设计的关键步骤。
通过对减速器进行力学分析，可以了解齿轮在载荷作用下的应力、应变、位移等变化情况，从而确定齿轮的强度和刚度是否满足设计要求。
同时，力学分析还可以优化结构设计，提高减速器的性能和寿命。
3、动力学仿真动力学仿真是在力学分析的基础上，进一步模拟减速器的动态性能。
通过建立动力学模型，可以模拟减速器在动态载荷作用下的响应，了解减速器的振动、冲击、噪声等性能表现。
通过动力学仿真，可以优化减速器的设计，提高其动态性能和稳定性。
三、谐波齿轮减速器性能仿真1、传动效率传动效率是谐波齿轮减速器的重要性能指标之一。
在仿真过程中，可以通过对比不同设计方案或不同工况下的传动效率，选择最优的设计方案或工况参数。
同时，通过仿真还可以研究传动效率的影响因素，如齿轮的滑动摩擦系数、润滑条件等。
2、刚度与强度刚度和强度是衡量谐波齿轮减速器性能的重要指标。
在仿真过程中，可以通过对减速器进行静力学和动力学分析，评估其刚度和强度性能。
同时，通过仿真还可以研究材料、热处理等因素对减速器刚度和强度的影响。
3、振动与噪声振动和噪声是评价谐波齿轮减速器性能的重要因素。
在仿真过程中，可以通过建立动力学模型，模拟减速器的振动和噪声情况。
谐波减速器
谐波传动原理谐波传动Harmonic Drive是由美国发明家C. Walt Musser马瑟于上世纪50年代中期发明创造的。
一、谐波传动装置的构成谐波传动装置主要由三个基本零部件构成，即波发生器、柔轮和刚轮：波发生器：由柔性轴承与椭圆形凸轮组成。
波发生器通常安装在减速器输入端，柔性轴承内圈固定在凸轮上，外圈通过滚珠实现弹性变形成椭圆形。
柔轮：带有外齿圈的柔性薄壁弹性体零件，通常安装在减速器输出端。
刚轮：带有内齿圈的刚性圆环状零件，一般比柔轮多两个轮齿，通常固定在减速器机体上。
二、谐波减速原理谐波做为减速器使用，通常采用波发生器主动、刚轮固定、柔轮输出形式。
当波发生器装入柔轮内圆时，迫使柔轮产生弹性变形而呈椭圆状，使其长轴处柔轮轮齿插入刚轮的轮齿槽内，成为完全啮合状态；而其短轴处两轮轮齿完全不接触，处于脱开状态。
由啮合到脱开的过程之间则处于啮出或啮入状态。
当波发生器连续转动时：迫使柔轮不断产生变形，使两轮轮齿在进行啮入、啮合、啮出、脱开的过程中不断改变各自的工作状态，产生了所谓的错齿运动，从而实现了主动波发生器与柔轮的运动传递。
三、谐波传动特点1．精度高：多齿在两个180度对称位置同时啮合，因此齿轮齿距误差和累积齿距误差对旋转精度的影响较为平均，可得到极高的位置精度和旋转精度。
2．传动比大：单级谐波齿轮传动的传动比可达i=30～500，且结构简单，三个在同轴上的基本零部件就可实现高减速比。
3．承载能力高：谐波传动中，齿与齿的啮合是面接触，加上同时啮合齿数比较多，因而单位面积载荷小，承载能力较其他传动形式高。
4. 体积小、重量轻：相比普通的齿轮装置，体积和重量可以大幅降低，实现小型化、轻量化。
5．传动效率高、寿命长。
6．传动平稳、无冲击，噪音小编号规格1 品种规格我公司的谐波减速器按照柔轮的形状可分为杯形与中空形两大类，每类又根据柔轮的长度又分为标准和短筒两种型号。
同一种机型包括若干传动比。
2 编号规则产品编号由我司英文缩写、产品形式代号、规格代号、减速比、结构代号及输入端与波发生器凸轮连接形式六部分组成，各部分之间用“－”连接。
谐波齿轮传动非线性动力学建模及仿真研究
谐波齿轮传动非线性动力学建模及仿真研究罗阳1,2陈满意1,2张杰3杨燃3张瀚3（1武汉理工大学机电工程学院，湖北武汉430070）（2武汉理工大学绍兴高等研究院，浙江绍兴312000）（3浙江来福谐波传动股份有限公司，浙江绍兴312000）摘要由于结构的特殊性，迟滞刚度和动态摩擦属于谐波齿轮传动的固有属性。
传统模型将刚度考虑为定刚度或分段刚度模型，摩擦考虑为静态摩擦模型，这样的简化会导致谐波齿轮传动的动态分析精度下降。
为了提高谐波齿轮传动的动态分析精度和传动性能，考虑非线性迟滞刚度和动态摩擦现象，提出了一种基于记忆特性迟滞刚度和LuGre动态摩擦的谐波齿轮传动动力学模型，建立了相应仿真模型，讨论了谐波齿轮参数对系统输出的影响。
结果表明，“刚度迟滞现象”导致系统输出值减小，传动效率降低；传动刚度系数越大，系统越稳定；阻尼转矩系数越大，传动效率越低。
关键词谐波齿轮传动迟滞刚度LuGre摩擦模型动力学建模仿真Research on Nonlinear Dynamics Modeling and Simulation of Harmonic Gear Drive Luo Yang1,2Chen Manyi1,2Zhang Jie3Yang Ran3Zhang Han3（1School of Mechanical and Electronic Engineering，Wuhan University of Technology，Wuhan430070，China）（2Shaoxing Institute for Advanced Research，Wuhan University of Technology，Shaoxing312000，China）（3Zhejiang Laifual Drive Co.，Ltd.，Shaoxing312000，China）Abstract Due to the particularity of the structure，the hysteretic stiffness and dynamic friction belong to the inherent properties of harmonic gear drive.Traditional models consider the stiffness as a fixed stiffness or segmented stiffness model，and the friction as a static friction model.Such simplification will lead to the de⁃crease of the dynamic analysis accuracy of harmonic gear drive system.In order to improve the dynamic analysis accuracy and transmission performance of harmonic gear drive，considering the nonlinear hysteretic stiffness and dynamic friction phenomenon，a dynamics model of harmonic gear drive based on memory characteristic hystere⁃sis stiffness and LuGre dynamic friction is proposed，and the corresponding simulation model is established.The effects of harmonic gear parameters on the system output are discussed.The results show that the stiffness hys⁃teresis phenomenon leads to the decrease of system output and transmission efficiency，the larger the transmis⁃sion stiffness coefficient，the more stable the system，the larger the damping torque coefficient，the lower the transmission efficiency.Key words Harmonic gear drive Hysteresis stiffness LuGre friction model Dynamics modeling Simulation0引言谐波齿轮传动系统作为工业机器人和航天航空设备中传递运动和力的关键部件，其动态性能和精度是衡量整机性能的重要指标。
双圆弧谐波齿轮齿形参数化设计仿真与验证
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从各大学发布的谐波减速器科技成果看" 北
京工商大学% 南京信息工程大学% 南京理工大学
提供的谐波减速器科技成果为专利或实物" 不能
提供计算机软件类科技成果$
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(* 采 用 的 是 手 工 作 图 的 方 法 得 到 的 齿 廓 曲 线"
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!)* 是修形渐开线齿廓$ 文献)!V -!/* 采用分段
高次曲线齿形" 对刀具的高精度加工和精度评定
带来困难" 且啮合性能未必就比双圆弧齿形好$
国外企业方面" 全球顶级的谐波减速器企业
为日本 '?I97;:AdI:F=公司" 占全球市场份额在
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和使用寿命等性能提升 ( 倍以上& !..! 年开发
出 E@Z系列" 长径比达 ! e(& !... 年开发出 E@5
目前国产谐波减速器的通病主要是寿命低噪 音大$ 主要原因是对谐波传动原理认识不够" 缺 乏对双圆弧谐波齿形有效的仿真计算方法$ 高精 度% 高刚度% 高寿命" 以及低设计开发成本% 低 噪音% 低维护费用作为谐波减速器的设计目标$
活齿端面谐波齿轮减速器虚拟样机的运动仿真
活齿端面谐波齿轮传动是综合传统的谐波齿轮传动和活齿传动的优点而发明的一种新型传动装置，从根本上解决了谐波齿轮传动中柔轮的变形与其承载能力之间的矛盾，并能克服活齿传动中径向尺寸大、啮合间隙不可调的缺点，从而在保留谐波齿轮传动及活齿传动优点的基础上，增加同时啮合的齿数，加大齿轮的模数，达到大幅度地提高所传递的功率、延长使用寿命的目的。
该减速器的研制成功，将具有广阔的应用前景。
2008年 工 程 图 学 学 报2008第3期 JOURNAL OF ENGINEERING GRAPHICS No.3活齿端面谐波齿轮减速器虚拟样机的运动仿真王成刚，张佑林，姚传志（武汉理工大学机电工程学院，湖北武汉 430070）摘要：活齿端面谐波齿轮传动是综合传统的谐波齿轮传动和活齿传动的优点而发明的一种新型传动装置。
在进行活齿端面谐波齿轮减速器虚拟样机三维建模及装配的基础上，基于Pro/ENGINEER软件机构仿真功能，实现了该减速器虚拟样机的活齿与端面谐波齿轮及端面齿轮的空间啮合运动仿真及动态分析。
关键词：计算机应用；运动仿真；活齿；端面谐波齿轮；减速器中图分类号：TP 391文献标识码：A 文章编号：1003-0158(2008)03-0017-06The Kinematic Simulation of Virtual Prototype of Reducer with End Face Harmonic Gear Drive of Oscillating TeethWANG Cheng-gang, ZHANG You-lin, YAO Chuan-zhi( School of Mechanical and Electrical Engineering, Wuhan University of Technology, Wuhan Hubei 430070, China )Abstract: The end face harmonious gear drive of oscillating teeth is a new type of driving device, which combines the advantages of the common harmonic gear drive and the oscillating tooth drive. Based on the 3D modeling and virtual assembling for the prototype of reducer, the kinematic simulation and dynamic analysis of the reducer are realized by using Pro/ENGINEER software.Key words: computer application; kinematic simulation; oscillating teeth; end face harmonic gear; reducer收稿日期：2007-07-08Pro/ENGINEER软件具有功能强大的参数化建模、虚拟装配、机构仿真及分析功能，拥有丰富的“机构连接”及“运动模型”。
基于ANSYS的谐波齿轮减速器疲劳寿命仿真分析
0 引言
谐波传动是 20 世纪 50 年代后期产生的一种新型 机械传动方式，由于其具有传动比大、体积小、重量轻、 同时啮合齿对数多、传动效率高等优点，广泛应用于航 天、机器人、高能加速器等领域中[1]。 由于其特定的应用 场合， 谐波传动的失效将导致较大的经济损失甚至威 胁人员的生命安全， 因此对谐波齿轮可靠性及寿命评 估的研究越来越受到人们的重视。 与常规齿轮不同，谐 波齿轮减速器由波发生器、 柔性轴承、 柔轮及刚轮组 成。 使用实践和实验研究表明，谐波齿轮传动的失效， 主要有柔轮的疲劳断裂、齿面磨损、轮齿或波发生器产 生滑移等形式，其中柔轮的疲劳断裂是最主要、最常见 的一种失效形式[2]。 因此柔轮的疲劳强度及疲劳寿命的
Simulation Analysis of Harmonic Gear Reducer Fatigue Life Based on Ansys
ZHANG Chao，WANG Shao-ping，SHAO Jing-yu
（School of Automation Science and Electrical Engineering，Beihang University，Beijing 100191，China）
在 ANSYS 中插入疲劳工具，设置载荷类型为 Fully Reversed，平 均 应 力 理 论 为 Goodman，最 终 得 到 的 疲 劳 寿命云图如图 9 所示。 可以得到在持续工作的情况下， 柔轮的疲劳寿命为 900h。
图 9 疲劳寿命云图
4 结论
本 文 利 用 三 维 实 体 建 模 软 件 和 ANSYS 软 件 实 现 了谐波齿轮减速器的疲劳寿命分析， 该方法也可以为 其他结构的疲劳寿命分析提供借鉴。 但实际情况下影 响结构件疲劳寿命的因素很多， 而且受计算能力的限 制，没有对柔轮进行考虑轮齿的精确的建模分析，所以 可以结合实际寿命试验结果来对该方法进行修正并提 高计算精度。
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分类号密级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XXX所拥有。
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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，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AbstractHarmonic 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 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 meshing theory of arithmetic, geometry, strength calculation, structure design, with the traditional rigid gear transmission components in nature are very differentKeywords: Harmonic, finite element, 3 d, reducer全套图纸外文翻译扣扣: 1411494633目录摘要 (3)Abstract (3)第1章绪论 (6)1.1论文概述 (6)1.2 谐波减速机国内外发展现状 (6)1.3本文研究内容 (8)1.4本文研究意义 (8)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 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 (18)3.4 承载能力计算 (20)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)5.1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)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。
1976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％。
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，它带来了惊人的，革命性的变化所带来的好处。