機器人關節短筒諧波減速器接觸計算與分析

鄒創等

摘要：為了研究機器人關節常用短筒諧波減速器在不同負載下的接觸應力和變形分布，采用AN-SYS有限元分析軟件，建立了柔輪和波發生器面面接觸的空載有限元模型，并根據實驗得到的嚙合力公式，對柔輪與剛輪的嚙合邊界條件進行了計算。在此基礎上，利用前置條件共軛梯度法求解了柔輪在不同載荷下的應力與變形，分析了柔輪應力和變形與所受載荷之間的關系及其變化規律，發現負載的增大可使柔輪齒圈截面的變形和應力增量呈等比增大，且不會引起變形和應力增量分布位置的變化。通過柔輪空載的變形實驗、柔輪破壞實例以及柔輪軸向應力分布實驗的比較發現，所計算的結果與實驗結果較為吻合，為諧波減速器短筒柔輪承載能力的計算、結構及制造工藝的優化提供了一種準確、有效的方法。

關鍵詞：機器人關節；短筒諧波減速器；接觸計算