减速器作为现代机械传动中运用极为普遍的部件一直备受关注,而作为后起之秀的谐波减速器具有体积小、减速比大、振动小等众多高性能优点,其广泛应用于航空航天飞行器、导弹、潜艇、坦克和光学仪器精密传动等军工领域,并涉及到高密封真空传动等高端前沿的精密机械传动行业。本文以80型谐波减速器为研究对象,在充分了解了谐波减速器的主要结构和工作原理的基础上,进行了振动研究和疲劳分析,主要内容如下。1)三维建模及干涉验证。通过对整机进行配合关系分析之后,完成了刚轮、柔轮、柔性轴承和波发生器等关键零部件的精确三维模型设计,通过数据以及模型装配验证结构是否干涉。2)建立数学模型和运动学方程。根据谐波齿轮传动与其他齿轮传动相异的刚度特性,以及考虑到波发生器、柔轮和刚轮之间侧隙的影响,建立了数学模型。根据谐波减速器的输入输出原理以及零部件位置关系,分别建立波发生器与柔轮、柔轮与刚轮之间的交换矩阵和相对运动方程。3)刚—柔耦合分析。通过ADAMS软件建立刚-柔混合模型,对虚拟样机进行刚-柔耦合仿真分析,得到了柔轮与刚轮啮合产生的时间-历程载荷、柔轮速度与位移随时间的变化图,验证了整机模型的正确性。4)整机振动及动力学分析。根据误差源分析以及谐波传动物理模型,建立了系统动力学模型,得出传递函数矩阵和频响函数矩阵。在ANSYS Workbench软件中,进行动力学分析得出整机的变形云图、应力图、应变图以及最大应力、应变出现的位置。模态分析得出了整机的前八阶模态振型,确定了结构的固有频率和振型,得到了整机在特定频率下的振动方式。谐响应分析得出了整机的频率—振幅曲线,结果显示在570Hz频率下产生了明显共振,求解出特定频率下整机的应力图和变形图。对于谐波减速器整体而言,最容易发生疲劳破坏的零件是柔轮。5)柔轮的疲劳强度分析。对柔轮进一步深入研究,依据光滑圆柱壳体模型,对柔轮进行应力分析,得出沿母线方向的正应力、周向正应力、剪应力以及疲劳强度。再对柔轮进行动力学分析,得出的谐响应分析结果与前8阶模态频率基本吻合,柔轮在530Hz~540Hz频率范围易发生疲劳破坏。瞬态动力学模型求解得出柔轮齿根与光滑筒体过渡处最先疲劳破坏,对于疲劳安全系数,计算机分析数值与理论计算数值非常接近,验证了理论分析的正确性。最后根据分析结果,对提高整机的强度问题提出了有效建议。通过对80型谐波减速器进行振动研究及疲劳分析,可以更好的为实际生产提供相关依据,为谐波减速器的更优性能做出贡献。