谐波减速器柔轮与柔性轴承结合面摩擦分析

【作者】 杨嘉文； 吴宏宇； 阎绍泽；

【机构】 清华大学机械工程系； 清华大学高端装备界面科学与技术全国重点实验室；

【摘要】 谐波减速器依靠柔轮弹性变形并与刚轮啮合来传递运动和动力,目前在航空航天等领域应用广泛。某型谐波减速器应用过程中,柔轮与柔性轴承结合面发生相对滑移,导致严重摩擦磨损,影响正常工作。为揭示上述现象产生原因,本文基于有限元法开展谐波减速器动力学分析。首先,采用ABAQUS软件建立了谐波减速器简化有限元模型,利用Hypermesh软件实现网格划分,保证计算质量。在此基础上,采用"硬接触"和"罚函数摩擦模型"模拟各结合面接触特性,并基于隐式动力学算法实现了谐波减速器运动过程仿真计算。在不同转速和载荷条件下开展有限元仿真,得到结合面相对滑移量、法向接触力、切向接触力仿真结果。研究表明,柔轮与柔性轴承结合面发生微动磨损,轴承滚动体导致磨损集中在结合面中间部位。基于二类微动图理论,进一步提出磨损状态定性分析公式,并给出了改善磨损状态方法。研究内容将为工程中谐波减速器性能提升设计提供一定理论指导。更多还原