谐波减速器齿轮matlab

### 使用MATLAB进行谐波减速器齿轮的仿真与分析

在工程应用中，谐波减速器因其高精度和紧凑结构而被广泛应用于机器人技术和精密机械传动系统。为了更好地理解其工作原理并优化设计，在MATLAB环境中可以构建模型来进行详细的性能评估。

#### 创建几何参数定义函数
首先建立描述谐波减速器基本尺寸特征的脚本文件：

function [r_f, r_w, e] = harmonicDriveParams()
    % Harmonic Drive Geometric Parameters Definition
    
    %% Input: None
    %% Output:
    %   r_f : Flexspline inner radius (m)
    %   r_w : Wave generator outer radius (m)
    %   e   : Eccentricity between wave generator and flexspline centerline (m)

    r_f = 0.05;     % Example value for demonstration purposes only
    r_w = 0.07;
    e = 0.01;

end

#### 建立运动学方程求解程序
接着编写一段用于计算输入轴旋转角度对应输出端位移变化关系式的代码片段：

function theta_o = kinematics(theta_i, r_f, r_w, e)
    % Kinematic Analysis of Harmonic Drive System
    
    %% Inputs:
    %   theta_i : Angular position of input shaft (rad)
    %   r_f     : Inner radius of the flexible spline (from `harmonicDriveParams`)
    %   r_w     : Outer radius of the wave generator (from `harmonicDriveParams`)
    %   e       : Eccentric distance between centers (from `harmonicDriveParams`)

    %% Outputs:
    %   theta_o : Corresponding angular displacement at output side (rad)

    k = sqrt((r_w^2 - r_f^2)/(e*r_f));        % Constant derived from geometry
    phi = atan(k*sin(theta_i)/cos(theta_i-k*e/r_f));
    
    theta_o = mod(phi + pi/2, 2*pi);           % Calculate final angle within one cycle range 

end

通过上述两部分的基础搭建，可以在MATLAB平台上实现对谐波驱动装置内部各部件相对位置随时间演变规律的研究，并进一步探讨不同工况下系统的动态响应特性[^1]。

对于更深入的应用场景，比如考虑材料属性影响下的应力应变场分布预测或是多物理场耦合效应探究，则可能需要用到Simulink工具箱或者其他专门软件包的支持来完成更为复杂的建模任务。