[发明专利]一种谐波减速器波发生器外轮廓的设计方法

摘要

一种谐波减速器波发生器外轮廓的设计方法，步骤是：(1)根据现有椭圆式波发生器，绘制参数化圆锥弧线；(2)根据圆锥弧线，对称获得波发生器外轮廓；(3)根据波发生器外轮廓，绘制参数化波发生器模型；(4)绘制柔轮模型与刚轮模型，建立包含参数化波发生器模型、柔轮模型与刚轮模型的啮合装配模型；(5)以波发生器模型的参数为自变量，以啮合装配模型为对象，以柔轮最大等效应力为目标，进行优化计算，获得最优波发生器外轮廓参数；(6)对最优波发生器外轮廓进行曲线拟合，获得最优波发生器外轮廓函数式。本方法采用逆推法设计波发生器外轮廓，简化了设计过程，提高了设计效率，获得了最优波发生器外轮廓的拟合函数。

主权项

1.一种谐波减速器波发生器外轮廓的设计方法，其特征是，包括如下步骤：(1)根据波发生器外轮廓形状对柔轮变形的影响，在三维软件中，绘制位于笛卡尔坐标系中第二象限内的圆锥弧线；所述圆锥弧线根据现有椭圆式波发生器的长轴尺寸、短轴尺寸以及椭圆形状确定；将所述圆锥弧线与x轴的交点的坐标以及曲线饱满值RHO设置为参数；(2)在三维软件中，将第二象限内的圆锥弧线以y轴为对称线对称；进而将第一、二象限内的圆锥弧线以x轴为对称轴对称；获得以圆锥弧线与x轴的交点的坐标以及曲线饱满值RHO为参数的波发生器外轮廓；(3)在三维软件中，以波发生器外轮廓为基础，通过拉伸命令绘制出以圆锥弧线与x轴的交点的坐标以及曲线饱满值RHO为参数的参数化波发生器模型；(4)根据现有柔轮和刚轮图纸，在三维软件中，绘制柔轮模型和刚轮模型；建立包含参数化波发生器模型、柔轮模型与刚轮模型的啮合装配模型；装配时要求波发生器长轴、柔轮任一齿厚的中心线以及刚轮任一齿槽的中心线位于平面Oxz内；波发生器端面法向方向的中面、柔轮齿宽中面以及刚轮齿宽中面位于平面Oyz内；波发生器短轴、柔轮平行于平面Oxy的齿厚中心线以及刚轮平行于平面Oxy的齿厚中心线都位于平面Oxy内；(5)在有限元软件中，以啮合装配模型为研究对象进行前处理设置；随后将柔轮模型的最大等效应力设置为优化目标，将波发生器短轴尺寸以及外轮廓曲线饱满值设置为自变量，进行优化计算，获得波发生器外轮廓的最优参数，进而获得最优波发生器外轮廓；(6)将最优波发生器外轮廓打断并提取节点坐标，以多项式函数为目标函数对节点坐标进行曲线拟合，获得最优波发生器外轮廓的函数式；所述多项式函数的形式如下式(Ⅰ)：F(x)＝a_n·xⁿ+a_n‑1·x^n‑1+…+a₂·x₂+a₁·x+a₀………(Ⅰ)其中x为目标函数在笛卡尔坐标系中的横坐标；a₀～a_n为所求系数；F(x)为所求最优波发生器外轮廓的函数式。