[发明专利]一种波发生器凸轮的设计方法、波发生器及谐波减速器

权利要求书

1.一种波发生器凸轮的设计方法，其特征在于：所述凸轮曲线的设计方法包括如下步骤：

i.建立有限元模型

通过根据波发生器凸轮需要应用的谐波减速器结构在有限元前处理器中建立有限元模型，该谐波减速器包括波发生器凸轮、柔轮和刚轮；

ii.导入边界条件

得到虚拟有限元模型后将其由有限元前处理器导入有限元分析程序，在有限元分析程序中建立相对谐波仿真模型，并建立相对应该的边界条件，建立谐波减速器各部件的相互关系；

iii.分析

在有限元分析程序中对已建立的模型进行分析和计算，得到各节点在不同时刻的全局坐标下实际齿面的运动情况，并提取出各齿面各节点在不同时刻下的全局坐标；

iv.拟合

将上一步骤中得到的各齿面各节点在不同时刻下的全局坐标导入数据运算和分析程序，分析柔轮和刚轮的干涉情况并拟合出凸轮形状，且查看是否符合啮合运动，如果符合则直接得出凸轮曲线；如果不符合，则由步骤i开始重新进行计算直到得出合适的凸轮曲线。

2.根据权利要求1所述的波发生器凸轮设计方法，其特征在于：所述步骤i中所述的有限元前处理器为HYPERMESH。

3.根据权利要求1所述的波发生器凸轮设计方法，其特征在于：所述步骤ii及步骤iii中所述的有限元分析程序为ABAQUS。

4.根据权利要求1所述的波发生器凸轮设计方法，其特征在于：所述步骤iv中所述的数据运算和分析程序为MATLAB。

5.根据权利要求3所述的波发生器凸轮设计方法，其特征在于：所述步骤iii包含隐式分析和显式分析两个步骤，隐式分析为在先步骤，其中

隐式分析是在步骤ii中建立谐波减速器各部件的相互关系后，使用ABAQUS/Standard进行分析，得到变形后各部件的受力情况；

显式分析是在隐式分析后，利用ABAQUS/Standard的重启动文件传递隐式分析中得到的各部件受力情况的数据到ABAQUS/Explicit中，对实际谐波减速器运动的边界条件进行设定，并计算出谐波实际运动的数据，得到谐波减速器各齿面相对运动的轨迹，然后提取出各齿面各节点在不同时刻下的全局坐标。

6.根据权利要求1至5任一项所述的波发生凸轮设计方法，其特征在于：由步骤iv拟合的波发生器凸轮外缘曲线，符合下述公式：

f(x)＝3.6212＊x^9-28.1508＊x^8+91.5581＊x^7-161.1011＊x^6+165.3094＊x^5-99.0079＊x^4+32.7613＊x^3-5.5219＊x^2+0.0262＊x+15.5062

其中f(x)表示四份之一圆弧的弧长，x为角弧度。

7.一种波发生器，包括凸轮及设于所述凸轮的外圈上的柔性轴承，其特征在于：所述凸轮的外缘曲线符合权利要求6所述的公式。

8.一种谐波减速器，其特征在于：所述谐波减速器包括权利要求7所述的波发生器、柔轮以及刚轮，所述波发生器的柔性轴承至于所述柔轮内，所述柔轮与所述刚轮同轴设置，所述波发生器转动带动所述柔轮和刚轮相对转动，所述柔轮的外齿和所述刚轮的内齿相配合。