杯型谐波减速器因轴向尺寸小等优点在工业领域应用广泛。现阶段，国内针对杯型谐波减速器优化设计方面的研究较少且不完善，阻碍国家高精密减速器产业化的步伐。以往学者在研究柔轮的结构优化时，大多将轮齿与轴承进行简化，导致研究结果的准确性较低。因此为完善杯型谐波减速器优化理论方面的不足，本文针对柔性轴承－柔轮多体接触模型开展系列研究，通过对其进行力学性能、疲劳寿命开展分析，同时设计试验进行测试，研究的结果进一步完善杯型柔轮的结构设计优化理论。本文主要研究内容包括： （1）以椭圆波发生器为基础，依据经验公式及实际工况设计柔轮的公切线双圆弧齿形，依据包络理论并借助MATLAB编制程序，求解刚轮共轭齿形。初步设计某32-80杯型谐波减速器关键零部件的结构形式与尺寸参数，并基于SolidWorks进行三维建模。经强度校核后，杯型柔轮的结构在设计安全范围之内。 （2）保留柔性轴承与轮齿特征，建立柔性轴承－柔轮多体接触模型，运用VDH法模拟谐波减速器装配过程，借助Workbench空载状态下对整机进行静力学分析，对比柔轮中性层曲线仿真值与理论值，验证了有限元模型的准确性。在负载状态下分析柔轮与柔性轴承的应力应变的变化规律，确定杯型柔轮最大应力位置；寿命仿真结果表明柔轮在负载状态下轮齿后端以及筒底应力损伤较大，其轮齿后端区域为柔轮主要失效位置，并初步计算杯型柔轮的疲劳寿命。 （3）基于单因素分析法讨论筒长、齿宽、壁厚变化对柔轮应力的影响，缩小变量的取值范围。在此基础上进行响应曲面优化设计，以柔轮最大应力、柔轮径向变形量、筒底及凸缘处应力为目标函数，构建多目标优化模型，运用MOGA法进行多次迭代求解，得到两组最优解。对比优化前后的结果，表明优化后的柔轮在力学性能上有所改善。 （4）为验证有限元分析中的结论，加工优化后的杯型谐波减速器，开展传动刚度、传动误差、传动效率及寿命对比试验。对优化前后的杯型柔轮谐波减速器进行试验，结果表明优化后的谐波减速器传动刚度更大、传动精度更高、传动效率满足要求，同时寿命更长。 本文的研究结果进一步完善了杯型谐波减速器优化设计理论体系，对于优化杯型谐波减速器的结构意义重大。

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