课题来源：

20 世纪 50 年代末人类开始对地球以外的太空进行探索，推动了火箭、卫星、探测器技术等的不断进步。谐波机械传动就是在这个背景下产生的，谐波机械传动是建立在薄壳弹性变形理论基础上的，这种新型传动一出现就显示了它的优越性能，被认为是机械传动的一个重大突破，并推动了机械传动技术的重大创新。

谐波减速器（Harmonic Gear Drive），是一种靠波发生器装配上柔性轴承使柔性齿轮产生可控弹性变形，并与刚性齿轮相啮合来传递运动和动力的齿轮传动。谐波传动减速器主要由波发生器、柔性齿轮、柔性轴承、刚性齿轮四个基本构件组成。谐波减速器是机器人关节的关键传动部件。

由谐波齿轮减速器工作原理及组成可知，柔轮是谐波齿轮减速器中的关键部件。柔性轴承是减速器的核心部件，在工作中，柔性轴承通过其弹性变形使减速机达到高减速比的性能要求，在循环交变载荷作用下极易发生疲劳失效，其疲劳寿命决定着波发生器的寿命，进而决定着整个减速机的使用寿命。所以本课题即在此背景下，在满足极易失效的部件柔性轴承强度的条件下，对其进行疲劳寿命研究，提高柔轮的疲劳寿命，以提高谐波减速器的整体寿命。

课题目的：

谐波齿轮传动可由于其元件的任何一种失效而导致整个传动丧失工作能力。分析谐波齿轮传动的失效原因，以确立其合理的工作能力准则，是谐波齿轮传动研究中的重要内容。使用实践和实验研究表明，谐波齿轮传动的失效。主要有以下几种形式：(1)柔轮的疲劳断裂；(2)齿面磨损；(3)轮齿或波发生器产生滑移；(4)齿面塑性流动；(5)波发生器轴承的损坏。本设计主要针对谐波减速器关键零部件寿命进行预测仿真与分析。

课题意义：

由于谐波减速器仅由三个基本零部件所构成，因此较易实现小型化和轻量化。因为啮合齿数多，所以能产生更大转矩，并能实现更加精确的定位。在产品的研发过程中，大多充分发挥产品本身的特征，致力创造更加紧凑和量的产品，进而推动了小型化的进程。

因为谐波减速器具有稳定、精确、响应迅速，可在极端环境下工作良好等优点，被广泛应用于以下领域：机器人领域(多关节工业机器人)、航天领域（卫星）、医疗设备、光学测量仪器、通信设备、印刷设备、深海机器人、宇宙航天开发、原子反应堆、高能加速器、机床以及常规军械等领域。

波发生器是谐波齿轮减速机的关键部件之一，其大变形弹性元件柔性轴承在波发生器凸轮和柔轮的作用下承受循环交变载荷，导致柔性轴承极易发生疲劳失效，从而极大地缩短了谐波减速机的使用寿命。因此在设计过程中，在满足柔性轴承强度的条件下，对其进行疲劳寿命预测分析具有千分重要的意义。