杨宇通 曾星宇 石崟

摘要：柔轮和柔性轴承作为谐波减速器的关键部件，因承受交变载荷而易疲劳损坏。针对谐波减速器高承载、高刚度、高寿命的使用需求，使用响应面优化分析和中心复合设计（CCD）方法，通过有限元软件ANSYS Workbench分析了沟曲率半径对柔轮和柔性轴承应力及变形的影响，结果表明：内圈沟曲率半径主要影响内圈和滚珠受力;较大的外圈沟曲率半径可减小轴承外圈和柔轮的应力，获得较小的变形量，提高柔轮使用寿命。

关键词：谐波减速器;有限元仿真;响应面法;沟曲率半径;柔轮寿命

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谐波减速器是依靠柔性零件产生弹性机械波来传递动力和运动的一种行星齿轮传动设备，由于其具备高承载、大传动比和结构紧凑等优点而被廣泛应用于机器人关节控制、航天航空领域的精密定位系统和其他精密机械中，是目前减速器的研究重点。

辛洪兵[1]提出了双圆弧谐波齿轮传动柔轮和刚轮基本齿廓设计方法，对于提高双圆弧谐波齿轮传动扭转刚度和传动精度有重要作用。张渝爽[2]等人对柔轮的结构做了改进，即在柔轮齿上倒角和光滑圆筒外表面切入一定圆弧深度，对比发现此结构可有效降低柔轮应力，减轻柔轮应力集中。张林川[3]等人对不同沟曲率半径系数的柔性轴承进行了静力学分析，得到了不同参数的柔性轴承内外圈的变形、应力规律。

本文从整体出发，基于ANSYS Workbench响应面优化的中心复合设计方法，研究柔性轴承沟曲率半径对谐波减速器柔轮和柔性轴承的应力和变形影响，以提高谐波减速器的使用寿命和承载能力。……