Details

В данной работе проведено исследование методов моделирования зубьев, проведена валидация модели гибкого колеса. Разработана методика моделирования волнового редуктора, для подтверждения которой проведено моделирование гибкого колеса в составе редуктора. Основным преимуществом разработанной методики является возможность сокращения времени выполнения полноразмерного расчета механизма, частью которого является волновой редуктор. Новая методика заключается в отказе от рассмотрения гибкого колеса как твёрдого тела и переход к оболочечной модели в трехмерной постановке для моделирования зубчатого зацепления и цилиндрической части гибкого элемента. Такой подход позволяет значительно сократить время расчетов за счет существенного уменьшения количества степеней свободы в моделях по сравнению с использованием твердотельных элементов. При этом достигается аналогичная точность результатов благодаря изменению количества узлов интегрирования по толщине оболочечного элемента и применению элементов второго порядка. Помимо уменьшения временных затрат на расчеты, новая методика также снижает трудозатраты на подготовку модели, поскольку не требуется упрощение сложной геометрии зацепления для последующего заполнения объемов твердотельными элементами.

In this paper, a study of tooth modelling methods has been carried out and a flexible wheel model has been validated. The method of wave gearbox modelling has been developed, for the validation of which the flexible wheel as a part of the gearbox has been modelled. The main advantage of the developed methodology is the possibility to reduce the time of full-size calculation of the mechanism, part of which is the wave gearbox. The new technique consists in refusing to consider the flexible wheel as a solid body and switching to a shell model in a three-dimensional formulation for modelling the gear mesh and the cylindrical part of the flexible element. This approach allows to reduce considerably the calculation time due to the substantial reduction of the number of degrees of freedom in the models in comparison with the use of solid elements. At the same time, similar accuracy of results is achieved due to the change of the number of integration nodes along the thickness of the shell element and the use of second-order elements. In addition to the reduction in computational time, the new methodology also reduces the labour required for model preparation, as there is no need to simplify the complex meshing geometry to fill the volumes with solid elements.