基于谐波齿轮传动的风阀执行器传动结构设计与静力学分析

李彦启，程 立，刘明涛，刘合荣

(天津科技大学机械工程学院，天津 300222)

风阀执行器是广泛应用于空调自动控制系统中的关键部件，可按一定比例调节风道阀门开度以实现温度控制.它以电能驱动电机，通过多级齿轮放大将电能转化为机械能，从而输出几 N·m 至几十 N·m 扭矩来调节阀门开度.目前，实际应用的风阀执行器多采用多级直齿圆柱齿轮传动，零件个数多，装配难度较大，生产成本较高.而谐波齿轮传动结构简单，具有运动精度高、传动比大、体积小、质量轻、结构紧凑、承载能力大等特点，并且齿面相对速度低、磨损小、运动平稳、噪声低，因此设计基于谐波齿轮传动的风阀执行器具有十分广阔的应用前景.

在谐波齿轮传动方面，许多学者进行相关的研究工作.文献[1]简要介绍谐波齿轮传动的原理、特点及应用，详细分析目前谐波齿轮传动的研究重点及发展趋势.文献[2]介绍谐波齿轮传动主要元件的设计方法.文献[3]分析工程塑料作为谐波齿轮传动材料的优越性.

本文所研究的风阀执行器是基于谐波齿轮传动的全新设计.参考前人的设计，确定了风阀执行器的传动方案，计算了各零部件参数并进行强度计算，建立三维模型后，利用 ADAMS进行运动学仿真分析，利用 ANSYS对传动部件进行有限元静力学分析，为谐波齿轮传动式风阀执行器的产品化提供了理论依据.

1 传动方案的选择和结构设计

1.1 设计总体思路

设计总体思路可以概括如下：

(1)传动……