CN109977521B - 一种谐波减速器波发生器外轮廓的设计方法 - Google Patents

一种谐波减速器波发生器外轮廓的设计方法 Download PDF

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Abstract

一种谐波减速器波发生器外轮廓的设计方法，步骤是：(1)根据现有椭圆式波发生器，绘制参数化圆锥弧线；(2)根据圆锥弧线，对称获得波发生器外轮廓；(3)根据波发生器外轮廓，绘制参数化波发生器模型；(4)绘制柔轮模型与刚轮模型，建立包含参数化波发生器模型、柔轮模型与刚轮模型的啮合装配模型；(5)以波发生器模型的参数为自变量，以啮合装配模型为对象，以柔轮最大等效应力为目标，进行优化计算，获得最优波发生器外轮廓参数；(6)对最优波发生器外轮廓进行曲线拟合，获得最优波发生器外轮廓函数式。本方法采用逆推法设计波发生器外轮廓，简化了设计过程，提高了设计效率，获得了最优波发生器外轮廓的拟合函数。

Description

一种谐波减速器波发生器外轮廓的设计方法
技术领域
本发明属于机械传动领域，涉及谐波减速器波发生器设计，特别是波发生器外轮廓的设计方法。
背景技术
谐波齿轮减速器由于具有高减速比、体积小、重量轻、精度高、齿隙小、效率高、噪音小的优点，广泛应用于机器人、航空航天之类精密行业中。
谐波减速器主要由波发生器、柔轮和刚轮组成，当波发生器输入时，谐波传动借助波发生器迫使柔轮产生可控变形来实现与刚轮啮合，波发生器的主要作用为：1)作为整体谐波减速器的输入部分，输入动力；2)强制柔轮产生弹性变形，进而使柔轮和刚轮啮合，传动运动及动力。
由于柔轮变形后的形状与波发生器形状相似。因此如何设计出更合理有效的波发生器轮廓十分重要。一般波发生器外轮廓设计都按照经验公式计算求解。如沈允文等的著作《谐波齿轮传动的理论和设计》，根据凸轮周长等于柔性轴承内孔周长，计算求得波发生器长半轴与短半轴；范又功等的著作《谐波齿轮传动技术手册》考虑了凸轮、轴承以及柔轮内孔配合的径向间隙，对波发生器轮廓公式进行了修正。
上述方法考虑了波发生器外圈与柔轮内孔的周长相等以及组件之间的间隙。但是，公知技术对波发生器的设计存在以下缺陷：(1)波发生器轮廓设计没有考虑短轴尺寸以及波发生器轮廓形状对柔轮的影响；(2)设计波发生器时，只考虑波发生器和柔轮装配情况，忽略了波发生器-柔轮-刚轮三者实际装配和啮合情况；(3)设计波发生器轮廓时，仅根据经验公式设计。没有进行验证和优化。
发明内容
本发明的目的是针对以上公知技术存在的问题和缺陷，提供一种谐波减速器波发生器外轮廓的设计方法。该方法利用响应面优化方法考察了波发生器短轴尺寸以及波发生器外轮廓曲线饱满值对波发生器-柔轮-刚轮啮合装配模型内的柔轮最大等效应力的影响。在获得波发生器最优外轮廓的基础上，采取曲线拟合的方法获得了波发生器外轮廓的一般函数。
为了达到上述目的，本发明所采取的技术方案是：
一种谐波减速器波发生器外轮廓的设计方法，包括如下步骤：
(1)根据波发生器外轮廓形状对柔轮变形的影响，在三维软件中，绘制位于笛卡尔坐标系中第二象限内的圆锥弧线；所述圆锥弧线根据现有椭圆式波发生器的长轴尺寸、短轴尺寸以及椭圆形状确定；将所述圆锥弧线与x轴的交点的坐标以及曲线饱满值RHO设置为参数；
(2)在三维软件中，将第二象限内的圆锥弧线以y轴为对称线对称；将第一、二象限内的圆锥弧线以x轴为对称轴对称；获得以圆锥弧线与x轴的交点的坐标以及曲线饱满值RHO 为参数的波发生器外轮廓；
(3)在三维软件中，以波发生器外轮廓为基础，通过拉伸命令绘制出以圆锥弧线与x轴的交点的坐标以及曲线饱满值RHO为参数的参数化波发生器模型；
(4)根据现有柔轮和刚轮图纸，在三维软件中，绘制柔轮模型和刚轮模型；建立包含参数化波发生器模型、柔轮模型与刚轮模型的啮合装配模型；装配时要求波发生器长轴、柔轮任一齿厚的中心线以及刚轮任一齿槽的中心线位于平面Oxz内；波发生器端面法向方向的中面、柔轮齿宽中面以及刚轮齿宽中面位于平面Oyz内；波发生器短轴、柔轮平行于平面Oxy 的齿厚中心线以及刚轮平行于平面Oxy的齿厚中心线都位于平面Oxy内；
(5)在有限元软件中，以啮合装配模型为研究对象进行前处理设置；随后将柔轮模型的最大等效应力设置为优化目标，将波发生器短轴尺寸以及外轮廓曲线饱满值设置为自变量，进行优化计算，获得波发生器外轮廓的最优参数，获得最优波发生器外轮廓；
(6)将最优波发生器外轮廓打断并提取节点坐标，以多项式函数为目标函数对节点坐标进行曲线拟合，获得最优波发生器外轮廓的函数式；所述多项式函数形式如下式：
F(x)＝an·xn+an-1·xn-1+…+a2·x2+a1·x+a0 (Ⅰ)
其中x为目标函数在笛卡尔坐标系中的横坐标；a0～an为所求系数；F(x)为所求最优波发生器外轮廓的函数式。
进一步的，所述步骤1所述的圆锥弧线是通过A、B两起点的坐标、A、B两起点的切线以及曲线饱满值RHO完全确定；所述圆锥弧线的起点A使用椭圆式波发生器的短轴尺寸定义；所述圆锥弧线的起点B使用椭圆式波发生器的长轴尺寸定义；所述圆锥弧线的起点A处切线垂直于x轴；所述圆锥弧线的起点B处切线垂直于y轴；所述圆锥弧线的曲线饱满值RHO选取与椭圆式波发生器的形状相近的值。
进一步的，所述步骤5所述的优化计算的方法，采取了响应面优化方法，所述响应面优化方法中，实验设计类型选择“定制+样本”；“定制+样本”指研究人员可以自行确定自变量的样本点。
进一步的，所述步骤6所述的多项式函数是根据波发生器迫使柔轮产生可控变形的变形量，对式(Ⅰ)有如下约束：
F(0)＝Rr+ξ
其中Rr为柔轮变形前内孔半径；ξ为柔轮变形量。
本发明采用上述技术方案，具有以下有益效果：
1、考察了波发生器短轴以及波发生器外轮廓的曲线饱满值对装配和啮合情况下的柔轮最大等效应力的影响。研究了更多对柔轮有影响的因素。
2、绘制参数化波发生器模型，避免了重复设计和由于经验设计可能带来的错误，简化了设计过程。
3、本方法考察波发生器-柔轮-刚轮整体装配情况，充分考虑了柔轮因装配和啮合产生的变形，更贴合实际。
4、采用逆推法，获得了对柔轮最大等效应力最优的波发生器轮廓，并且以多项式函数为目标函数对节点坐标进行曲线拟合，获得最优波发生器外轮廓的函数式。
附图说明
附图是用来对本发明的进一步理解并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施例一并用于解释本发明，但并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明的方法流程图。
图2为第二象限内的圆锥弧线图。
图2中，S1为圆锥弧线；点A为圆锥弧线位于x轴上的起点；点B为圆锥弧线位于x轴上的起点；点C为圆锥弧线上距离线AB距离最远的点，点D是起点A处切线与起点B处切线的交点；α为A点处切线与x轴角度；β为A点处切线与x轴角度；h1为点C到线AB 的距离；h2为点D与线AB的距离；曲线饱满值RHO为表征圆锥弧线饱满值的参数， RHO＝h1/h2。
图3为啮合装配模型。
图3中，1为柔轮，11为柔轮外圈；2为波发生器，21为波发生器内圈；3为刚轮，31 为刚轮外圈。
图4为本发明实施例的齿间啮合接触图。
图4中，12为柔轮与刚轮接触的面，32为刚轮与柔轮接触的面。
图5为本发明实施例的响应面优化结果的为曲线饱满值RHO-最大等效应力曲线。
图6为本发明实施例的响应面优化结果的为A点横坐标-最大等效应力曲线。
图7为本发明初始设计的波发生器外轮廓与最优外轮廓对比图。
图7中，S2为初始设计的波发生器外轮廓，S3为最优外轮廓。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步描述。需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下各具体步骤或各技术特征之间可以通过选取不同的优化方法、函数形式，变换形成新的实施例。
如图1所示，为本发明方法的流程图。
一种谐波减速器波发生器外轮廓的设计方法，包括如下步骤：
(1)根据波发生器外轮廓形状对柔轮变形的影响，在三维软件中，绘制位于笛卡尔坐标系中第二象限内的圆锥弧线；所述圆锥弧线根据现有椭圆式波发生器的长轴尺寸、短轴尺寸以及椭圆形状确定；将所述圆锥弧线与x轴的交点的坐标以及曲线饱满值RHO设置为参数；
一般地，波发生器长轴尺寸影响柔轮与刚轮啮合与否；波发生器短轴尺寸会影响柔轮变形后短轴处与刚轮脱开的距离，间接影响柔轮变形后与刚轮啮合区域的大小；波发生器轮廓的曲线饱满值RHO会直接影响柔轮变形后与刚轮啮合区域的大小。为能够充分考虑上述因素的影响，采取圆锥弧线建立波发生器外轮廓，如图2所示。
图2中，所述波发生器外轮廓的第二象限曲线S1为圆锥弧线；所述圆锥弧线S1通过分别位于x轴的起点A(a,0)和起点A处的切线角度α、y轴的起点B(0,b)和起点B处的切线角度β以及曲线饱满值RHO确定；所述曲线饱满值RHO为表征圆锥弧线饱满值的参数。
图2中，点C为圆锥弧线上距离线AB距离最远的点，点D是起点A处切线与起点B处切线的交点；h1为点C到线AB的距离；h2为点D与线AB的距离；多数曲线饱满值RHO＝h1/h2
在初始建模阶段，参考一般椭圆式波发生器外轮廓绘制圆锥弧线式波发生器。根据一般波发生器轮廓设计方法，计算椭圆形波发生器的长短半轴并绘制椭圆。利用椭圆的长轴尺寸和短轴尺寸分别定义图2中点B与点A的坐标；将点A处切线角α设置为90°；将点B处切线角β设置为90°；选取曲线饱满值RHO，使得所得圆锥弧线与椭圆形状相近。
本实施例中，利用Creo Parametric2.0绘制所述第二象限内圆锥弧线。点A坐标为(-16.348，0)，点A处切线角α为90°；点B坐标为：(0，17.538)；点B处切线角β为90°；RHO＝0.4。
(2)在三维软件中，将第二象限内的圆锥弧线以y轴为对称线对称；将第一、二象限内的圆锥弧线以x轴为对称轴对称；获得以圆锥弧线与x轴的交点的坐标以及曲线饱满值RHO 为参数的波发生器外轮廓；
以步骤1中的第二象限内的圆锥弧线为基础,首先将第二象限内的圆锥弧线以y轴为对称线对称；随后将第一、二象限内的圆锥弧线以x轴为对称轴对称。最终获得由四段圆弧构成的波发生器外轮廓。
所述波发生器外轮廓是以第二象限内的圆锥弧线为基础对称所得，故所述波发生器外轮廓同样以圆锥弧线与x轴的交点的坐标以及曲线饱满值RHO为参数。
(3)在三维软件中，以波发生器外轮廓为基础，通过拉伸命令绘制出以圆锥弧线与x轴的交点的坐标以及曲线饱满值RHO为参数的参数化波发生器模型；
以步骤2中的波发生器外轮廓为基础，利用三维软件中的拉伸命令绘制出参数化波发生器模型。
一般地，获得参数化波发生器模型后，以笛卡尔坐标系原点为圆心，垂直于参数化波发生器模型端面的方向，绘制一个圆柱形通孔。
本实施例中，设置参数化波发生器模型拉伸厚度为7mm，通孔直径为10mm，利用Creo Parametric2.0建立参数化波发生器模型。
(4)根据现有柔轮和刚轮图纸，在三维软件中，绘制柔轮模型和刚轮模型；建立包含参数化波发生器模型、柔轮模型与刚轮模型的啮合装配模型；装配时要求波发生器长轴、柔轮任一齿厚的中心线以及刚轮任一齿槽的中心线位于平面Oxz内；波发生器端面法向方向的中面、柔轮齿宽中面以及刚轮齿宽中面位于平面Oyz内；波发生器短轴、柔轮平行于平面Oxy 的齿厚中心线以及刚轮平行于平面Oxy的齿厚中心线都位于平面Oxy内；
根据现有的柔轮与刚轮的图纸，借助三维绘图软件，建立柔轮和刚轮的三维模型。
利用柔轮模型和刚轮模型，以及步骤1中的参数化波发生器模型，建立啮合装配模型。
柔轮模型、刚轮模型以及参数化波发生器模型装配时，为实现三者的完全定位，要求波发生器长轴、柔轮任一齿厚的中心线以及刚轮任一齿槽的中心线位于平面Oxz内；波发生器端面法向方向的中面、柔轮齿宽中面以及刚轮齿宽中面位于平面Oyz内；波发生器短轴、柔轮平行于平面Oxy的齿厚中心线以及刚轮平行于平面Oxy的齿厚中心线都位于平面Oxy内
本实施例中，利用Creo Parametric2.0建立如图3所示简化参数化谐波减速器装配模型，包括柔轮1、波发生器2以及刚轮3；
(5)在有限元软件中，以啮合装配模型为研究对象进行前处理设置；随后将柔轮模型的最大等效应力设置为优化目标，将波发生器短轴尺寸以及外轮廓曲线饱满值设置为自变量，进行优化计算，获得波发生器外轮廓的最优参数，获得最优波发生器外轮廓；
在优化计算前，对步骤2中所述啮合装配模型进行前处理设置，包括定义零部件材料，对各零部件施加边界条件。
所述优化计算的过程，采取了响应面优化方法。
所述响应面优化方法中，实验设计类型选择“定制+样本”。“定制+样本”指研究人员可以自行确定自变量的样本点。
本实施例中，在ANSYS Workbench中，设置所述柔轮1材料采用40CrNiMoA，刚轮3及波发生器2材料采用40Cr；如图3，对柔轮外圈11施加固定约束，为对波发生器内圈施加固定约束，对刚轮外圈31施加固定约束，对所有零部件进行全自由度约束；如图4，柔轮1 的齿面11与刚轮3的齿面31为无摩擦接触。其中柔轮1的11面为接触面，刚轮3的31面为目标面。
所述优化计算使用的方法为响应面优化方法，实验设计类型选择“定制+样本”；“定制+ 样本”指设计者可针对波发生器短轴尺寸以及曲线饱满值定义计算求解域。
本实施例中，样本点设置如下表所示：
曲线饱满值RHO A点横坐标
0.36 15.8
0.365 15.8685
0.37 15.937
0.375 16.0055
0.38 16.074
0.385 16.1425
0.39 16.211
0.395 16.2795
0.4 16.348
优化结果如图5和图6所示。图5为曲线饱满值-最大等效应力曲线；图6为A点横坐标 -最大等效应力曲线。
根据优化结果，所述波发生器轮廓最优参数：x轴上起点横坐标A为-16.14，曲线饱满值RHO为0.38。初始设计的波发生器外轮廓与最优外轮廓对比图如图7所示。其中，S2为初始设计的波发生器外轮廓，S3为最优外轮廓。根据图7可知，最优波发生器轮廓周长小于初始设计的波发生器外轮廓，且不与柔轮内孔周长不相等。
(6)将最优波发生器外轮廓打断并提取节点坐标，以多项式函数为目标函数对节点坐标进行曲线拟合，获得最优波发生器外轮廓的函数式；所述多项式函数形式如下式：
F(x)＝an·xn+an-1·xn-1+…+a2·x2+a1·x+a0 (Ⅰ)
其中x为目标函数在笛卡尔坐标系中的横坐标；a0～an为所求系数；F(x)为所求最优波发生器外轮廓的函数式。
由于步骤1所述的波发生器圆锥弧线是通过三维软件借助参数建立，因此优化所得的最优轮廓在描述和传播有一定的困难。因此需要对最优轮廓进行曲线拟合，获得能够表征最优波发生器外轮廓的函数式。
以多项式函数为目标函数对节点坐标进行曲线拟合。
将所述最优波发生器轮廓打断，获得各节点坐标。利用计算软件，以多项式函数为目标对各节点坐标进行曲线拟合，获得最优波发生器外轮廓的函数式。所述多项式函数形式如下式：
F(x)＝an·xn+an-1·xn-1+…+a2·x2+a1·x+a0 (Ⅰ)
其中x为目标函数在笛卡尔坐标系中的横坐标；a0～an为所求系数；F(x)为所求最优波发生器外轮廓的函数式。
根据波发生器迫使柔轮产生可控变形的变形量，对式(Ⅰ)有如下约束：
F(0)＝Rr+ξ
其中Rr为柔轮变形前内孔半径；ξ为柔轮变形量。
本实施例中，选取波发生器位于第二象限中的轮廓，划分为900个节点。所述节点坐标如下表所示：
Figure RE-GDA0002048415850000071
Figure RE-GDA0002048415850000081
Figure RE-GDA0002048415850000091
Figure RE-GDA0002048415850000101
Figure RE-GDA0002048415850000111
Figure RE-GDA0002048415850000121
Figure RE-GDA0002048415850000131
Figure RE-GDA0002048415850000141
外轮廓目标函数采用五次多项式函数 F(x)＝A*x5+B*x4+C*x3+D*x2+E*x+F，利用Matlab中的曲线拟合工具(Cftool) 工具进行曲线拟合。
由于柔轮变形后与刚轮啮合，因此
F(0)＝F＝Rr+ξ＝16.948+0.59＝17.538
曲线拟合结果为：A＝0.0001394；B＝0.004759；C＝0.05727；D＝0.2345；E＝0.4281。拟合曲线的和方差(SSE)为56，均方根(RMSE)为0.25，确定系数(R-square)为0.998。可见所得函数与最优波发生器外轮廓图形相符程度很高。因此所得的拟合曲线能够表征所述最优波发生器的轮廓。因此最优波发生器外轮廓函数为：
F(x)＝0.0001394*x5+0.004759*x4+0.05727*x3
+0.2345*x2+0.4281*x+17.538
理论上，修改上述步骤中的优化方法、曲线拟合方法以及目标函数类型都可以实现波发生器轮廓求解。因此，以上的说明和实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。任何符合本方法的实施例，在不偏离本发明的精神和范围下进行修改或替换，均落入本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种谐波减速器波发生器外轮廓的设计方法，其特征是，包括如下步骤：
(1)根据波发生器外轮廓形状对柔轮变形的影响，在三维软件中，绘制位于笛卡尔坐标系中第二象限内的圆锥弧线；所述圆锥弧线根据现有椭圆式波发生器的长轴尺寸、短轴尺寸以及椭圆形状确定；将所述圆锥弧线与x轴的交点的坐标以及曲线饱满值RHO设置为参数；
(2)在三维软件中，将第二象限内的圆锥弧线以y轴为对称线对称；进而将第一、二象限内的圆锥弧线以x轴为对称轴对称；获得以圆锥弧线与x轴的交点的坐标以及曲线饱满值RHO为参数的波发生器外轮廓；
(3)在三维软件中，以波发生器外轮廓为基础，通过拉伸命令绘制出以圆锥弧线与x轴的交点的坐标以及曲线饱满值RHO为参数的参数化波发生器模型；
(4)根据现有柔轮和刚轮图纸，在三维软件中，绘制柔轮模型和刚轮模型；建立包含参数化波发生器模型、柔轮模型与刚轮模型的啮合装配模型；装配时要求波发生器长轴、柔轮任一齿厚的中心线以及刚轮任一齿槽的中心线位于平面Oxz内；波发生器端面法向方向的中面、柔轮齿宽中面以及刚轮齿宽中面位于平面Oyz内；波发生器短轴、柔轮平行于平面Oxy的齿厚中心线以及刚轮平行于平面Oxy的齿厚中心线都位于平面Oxy内；
(5)在有限元软件中，以啮合装配模型为研究对象进行前处理设置；随后将柔轮模型的最大等效应力设置为优化目标，将波发生器短轴尺寸以及外轮廓曲线饱满值设置为自变量，进行优化计算，获得波发生器外轮廓的最优参数，进而获得最优波发生器外轮廓；
(6)将最优波发生器外轮廓打断并提取节点坐标，以多项式函数为目标函数对节点坐标进行曲线拟合，获得最优波发生器外轮廓的函数式；所述多项式函数的形式如下式(Ⅰ)：
F(x)＝an·xn+an-1·xn-1+…+a2·x2+a1·x+a0………(Ⅰ)
其中x为目标函数在笛卡尔坐标系中的横坐标；a0～an为所求系数；F(x)为所求最优波发生器外轮廓的函数式。
2.根据权利要求1所述的谐波减速器波发生器外轮廓的设计方法，其特征在于，步骤1所述第二象限内的圆锥弧线是通过A、B两起点的坐标、A、B两起点的切线以及曲线饱满值RHO确定；所述圆锥弧线的起点A位于x轴上且使用椭圆式波发生器的短轴尺寸定义；所述圆锥弧线的起点B位于y轴上且使用椭圆式波发生器的长轴尺寸定义；所述圆锥弧线的起点A处切线垂直于x轴；所述圆锥弧线的起点B处切线垂直于y轴；所述圆锥弧线的曲线饱满值RHO选取与椭圆式波发生器的形状相近的值。
3.根据权利要求1所述的谐波减速器波发生器外轮廓的设计方法，其特征在于，步骤5所述的优化计算的方法，为采取响应面优化方法。
4.根据权利要求3所述的谐波减速器波发生器外轮廓的设计方法，其特征在于，所述响应面优化方法中，实验设计类型选择“定制+样本”；所述“定制+样本”实验设计类型允许设计者自行确定自变量的样本数量及样本值。
5.根据权利要求1所述的谐波减速器波发生器外轮廓的设计方法，其特征在于，步骤6所述的多项式函数根据波发生器迫使柔轮产生可控变形的变形量，对式(Ⅰ)有如下约束：
F(0)＝Rr+ξ
其中Rr为柔轮变形前内孔半径；ξ为柔轮变形量。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113268831B (zh) * 2021-06-03 2023-05-16 重庆大学 一种获取谐波齿轮传动应力的分析方法
CN113297771B (zh) * 2021-06-07 2023-05-16 四川大学 一种谐波减速器波发生器外轮廓修形方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102378608A (zh) * 2009-04-03 2012-03-14 尤妮佳股份有限公司 吸收性物品的复合片材的制造方法和制造设备
CN108332681A (zh) * 2018-01-03 2018-07-27 东北大学 一种薄壁管材大塑性弯曲截面轮廓曲线的确定方法
CN108427779A (zh) * 2017-02-15 2018-08-21 湖北科峰传动设备有限公司 凸轮及其曲线的优化设计方法、波发生器以及谐波减速机
CN108614924A (zh) * 2018-04-10 2018-10-02 江苏科技大学 一种谐波减速器柔轮结构设计
CN109271715A (zh) * 2018-09-26 2019-01-25 北京工业大学 一种基于梯度下降法的谐波减速器柔轮结构集成优化方法
CN109458441A (zh) * 2018-11-20 2019-03-12 广州市昊志机电股份有限公司 一种凸轮式波发生器

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102378608A (zh) * 2009-04-03 2012-03-14 尤妮佳股份有限公司 吸收性物品的复合片材的制造方法和制造设备
CN108427779A (zh) * 2017-02-15 2018-08-21 湖北科峰传动设备有限公司 凸轮及其曲线的优化设计方法、波发生器以及谐波减速机
CN108332681A (zh) * 2018-01-03 2018-07-27 东北大学 一种薄壁管材大塑性弯曲截面轮廓曲线的确定方法
CN108614924A (zh) * 2018-04-10 2018-10-02 江苏科技大学 一种谐波减速器柔轮结构设计
CN109271715A (zh) * 2018-09-26 2019-01-25 北京工业大学 一种基于梯度下降法的谐波减速器柔轮结构集成优化方法
CN109458441A (zh) * 2018-11-20 2019-03-12 广州市昊志机电股份有限公司 一种凸轮式波发生器

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