Modellazione high-fidelity di un cuscinetto ellittico deformabile per riduttori armonici = High-fidelity modeling of a deformable elliptical bearing for strain wave gears

I riduttori armonici rappresentano una particolare categoria di riduttori, attraverso i quali è possibile ottenere elevati rapporti di riduzione e giochi ridotti. Inoltre, offrono il vantaggio di avere ingombri ristretti, grazie all’interazione di tre componenti posizionati coassialmente. Questi sono il Wave Generator, la Flexspline e la Circular Spline. Grazie a queste qualità vengono impiegati maggiormente nei settori della robotica e dell’aerospazio. Al fine di aggirare i costi legati alla produzione del prodotto e grazie alla possibilità di ottenere una elevata quantità di dati, è necessario poter simulare il comportamento dei riduttori armonici tramite modelli high-fidelity. In quest’ottica si inserisce questo lavoro di tesi, il quale va a integrare un progetto preesistente di modellazione di un riduttore armonico. Nello specifico, si è andato ad aggiornare il modello di Wave Generator ideale con un modello high-fidelity di un cuscinetto ellittico deformabile. Un primo modello simula la deformazione del cuscinetto da circolare ad ellittico, con lo scopo di ottenere le condizioni iniziali del secondo modello sviluppato. Questo implementa la rotazione del cuscinetto, ed è quello utilizzato per andare ad aggiornare il comportamento del Wave Generator durante la rotazione del riduttore ellittico completo. L’interazione dei componenti è stata implementata con l’utilizzo di sistemi molla-smorzatore che vanno a interagire tra loro. Nello specifico, la ralla interna del cuscinetto è ipotizzata idealmente ellittica. Questa va a interagire con le sfere, le quali sono modellate con dei sistemi molla-smorzatore per lo scambio di forze con le ralle, e con lo sviluppo delle equazioni dinamiche per la loro rotazione. Le fere, a loro volta, interagiscono con la ralla esterna, modellata con dei sistemi molla-smorzatore per lo scambio di forze all’interno della ralla, e come una trave deformabile per la sua deformazione flessionale.