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|---|---|---|---|
| Tutorial/Manual | {{ post.tutorial.upload_filename }} | Attached File | {{ post.file.upload_filename }} |
ㆍ 产品名称 : 应变波齿轮(Strain wave gearing)
ㆍ 仿真目标: 应变波齿轮的设计性能评价
应变波齿轮传动也被称为谐波齿轮传动(Harmonic Gearing)。应变波齿轮利用椭圆形变形的柔性轮 (Flex Spline) 和圆形Circular Spline之间的齿数差异，能在非常小、轻的结构中达到很高的减速比，多用于机器人等小型、高精度产品。应变波齿轮是在高速工作的过程中，柔性轮变形为椭圆形，从而使齿轮齿间发生接触的机制，因此很难通过现有的有限元方法(FEA)再现问题。在本案例中，利用RecurDyn的MFBD技术对应变波齿轮减速器进行了建模，从而掌握了应变波齿轮的动态行为和各种特性，并根据仿真结果改善设计。
仿真过程
① Circular Spline和Wave Generator以刚体建模
② 考虑柔性轮的形状变形，用柔性体建模
③ 准确预测柔性轮的局部变形及应力，利用FFlex建模
④ 在柔性轮和Circular Spline之间使用Geo Contact
⑤ 改善解析速度，柔性轮和Wave Generator之间使用Geo-Cylinder
⑥ 使用考虑预应力的变形mesh作为Flex Spline的初始状态
⑦ 缩短分析时间，只对实际接触发生的位置定义接触，而不是整个体
关键仿真技术
• 能够准确再现高速旋转的柔性轮变形的MFBD技术
• 快速准确的接触算法
- 支持刚体和柔软体之间的接触
- 有效处理大量齿轮齿间的接触
• 适合汽缸或球形形状的专用接触要素
• 齿轮齿间接触的接触力分布及压力可视化功能
工具包
• RecurDyn/Professional
• RecurDyn/FFlex
工程问题
• 设计变更带来的性能评价的变化
• 在给定的公差范围内预测尺寸差异对振动和传动误差的影响
• 预测负载和速度变化对柔性轮行为的影响
• 柔性轮的扭曲对性能的影响评价
• Wave generator的反作用力预测
解决方案
• 利用MFBD技术减少建模和仿真时间
• 利用非线性柔性体和接触算法再现柔性轮的行为
• 柔性轮的变形及接触应力计算
• 模拟实验预测修改设计/动作条件及随公差后的性能变化
结论
• 评价修改后的齿形的性能，并将其反映在设计中
• 通过虚拟模型，预测各种设计条件的效率和误差，并确定各项参数
• 通过利用虚拟模型的定量评价，节省试验所需的时间和费用
其他应用场景
ㆍ多齿轮传动装置的动力学仿真
ㆍ换档时齿轮动态特性分析
ㆍ润滑油喷射可视化目前还无法实现
ㆍ根据润滑油粘度对齿轮输出的影响，优化设计
