RV减速器曲柄轴受力分析及其传动精度影响研究

根据力平衡和力矩平衡原理,建立了与摆线轮自转角度、曲柄轴自转角度相关的曲柄轴受力分析方法。使用ADAMS软件,进行了系统运动仿真,提取曲柄轴受力数据,与理论分析数据相比,验证了曲柄轴受力分析方法的合理性。分析了在上述受力下RV减速器传动的弹性精度误差,以及曲柄轴偏心距误差对上述传动误差的影响,由此可知,曲柄轴偏心距向负偏差变化时,各齿啮合力和曲柄轴受力增加,但RV减速器传动弹性精度得到了提高。     

间隙及转矩对2K-V型传动装置传动精度的影响

以2K-V型减速机为研究对象,综合考虑各零件加工误差、装配误差、齿轮啮合间隙、轴承间隙、零件弹性变形及其旋转零件的惯性载荷等因素对传动精度的影响,建立了非线性动力学计算模型;并利用该模型对传动装置中各轴承间隙、摆线轮与针齿间的啮合间隙及转矩所引起的系统回转传动误差进行研究,结果表明:摆线轮及行星架曲柄轴轴孔处的轴承间隙、转矩等对系统的传动精度影响较大。     

基于正交试验法的RV减速器传动误差分析

利用Pro/E建立实体装配模型,导入到ADAMS中建立虚拟样机,基于正交试验法采用直观分析法和方差分析法比较针齿中心圆半径误差、摆线轮移距和等距修形量、偏心距误差和针齿半径误差对RV减速器传动误差的影响,并针对影响因素推导出传动误差的计算公式,结果表明针齿中心圆半径误差对RV减速器传动误差影响最大,偏心距误差对RV减速器传动误差影响最小,与仿真试验结果对比表明传动误差计算公式正确可靠。     

基于密切值法的RV减速器传动受力影响分析

在对RV减速器结构简化的基础上,根据齿轮啮合原理,采用相对运动法进行了减速比计算,详细阐述了摆线轮与无针齿套针齿啮合受力分析方法.在此基础上,使用密切值法,进行了多种参数对RV传动受力影响程度分析,确定了摆线轮厚度、曲柄轴偏心距以及针轮滚针半径为与受力密切相关的参数,在RV结构尺寸优化中首先考虑将这三者作为设计变量.     

基于ANSYS软件的RV减速器有限元分析

为了研究RV减速器在额定载荷作用下的应力和变形情况,应用ANSYS软件对RV-40E型减速器的主要传动机构——摆线针轮机构和偏心轴机构进行分析。分析结果表明,在额定载荷作用下,摆线针轮机构与偏心轴机构的最大接触应力和最大等效应力均小于所用材料的强度极限。由于受力导致相配合的零件间产生间隙,会降低RV减速器的传动精度,因此在设计、制造RV减速器时需重点关注弹性变形对传动精度的影响。偏心轴的扭转变形较大,刚度较低,对RV减速器的传动精度影响较大,因此在设计、制造RV减速器时需选择合理的材料和工艺,提高偏心轴刚度,进而提高RV减速器的传动精度。     

RV减速器的虚拟样机仿真与传动精度的研究

通过摆线轮齿廓方程在UG环境下建立摆线轮的参数化模型,进而建立RV减速器的三维模型,将模型导入ADAMS软件中,得到RV减速器虚拟样机模型。通过仿真得到输出轴、曲柄轴和摆线轮的转速,考察了摆线轮与针齿的啮合频率,仿真结果为9.73 Hz,与理论结果一致,验证了所建虚拟样机模型的合理性与正确性。建立了考虑误差的8组虚拟样机模型,仿真结果表明,摆线轮修形、针齿销半径误差、针齿中心圆半径误差均对传动精度有较大影响。研究结论为RV减速器的设计提供了一定的理论依据。     

基于多因素作用的修形摆线针轮传动机构接触分析

摆线针轮传动机构是RV减速器最为关键的部分,摆线轮和针轮接触的静态和动态分析是研究摆线针轮传动的基础。基于赫兹接触理论和摆线针轮啮合原理,针对摆线全齿接触的特点,研究了摆线针轮静态和动态情况下的啮合特点及规律。在考虑针齿半径误差和针齿安装误差的情况下,应用正交试验的方法研究相同初始间隙下不同修形参数对摆线针轮啮合接触特征的影响,得出接触状态下角传动误差和最大接触载荷的发展规律。结果表明：针齿的半径误差和位置误差对于同等初始间隙下的角传动误差为非关键影响因素;在同等初始间隙下,当存在针齿半径和位置误差时,对接触载荷影响程度依次是：针齿半径误差>针齿径向误差>针齿角度误差。     

齿廓偏差影响下的RV减速器摆线针轮啮合间隙计算

摆线针轮啮合间隙对RV减速器的啮合传动性能及运动精度影响很大,因此,啮合间隙的准确计算是摆线针轮接触特性研究中很重要的内容。目前,国内对啮合间隙的计算大多是以理论设计齿廓为基础,未考虑摆线轮在修形设计加工过程中的齿廓偏差,所以,计算得到的理论啮合间隙与实际啮合间隙不一致。为此,综合考虑齿廓偏差的影响,提出一种摆线针轮啮合间隙的新计算方法,从工程和数学的角度获得了轮齿啮合的真实间隙。通过将摆线轮的齿廓偏差在理论齿廓上进行有效叠加,基于非均匀有理B样条重构得到高度逼近实际加工齿面的数字化齿面;根据建立的摆线针轮传动接触分析模型,运用微分几何原理计算针齿中心至摆线轮齿廓的最小距离,得到齿廓偏差影响下的准确啮合间隙值,为RV减速器摆线针轮副的传动性能研究及齿廓修形设计提供了新的思路。     

RV减速器摆线轮齿廓的逆向主动修形方法

齿廓修形设计是RV减速器摆线轮设计制造过程中的关键环节,但目前摆线轮齿廓修形设计未考虑其齿廓误差和运动精度对齿廓形状的影响关系,为此,提出一种综合考虑齿廓误差和传动误差影响的摆线轮齿廓逆向主动修正方法。通过对RV传动摆线针轮进行轮齿接触分析,以抛物线修形方法中的修形系数ac、常数项系数b、失配参考点处啮合相位φ0角作为齿廓修形变量,以传动误差最小为目标函数,建立齿廓逆向修形数学模型,最终求解得到满足RV传动精度要求的最佳齿廓。该方法综合考虑了摆线齿廓形状变化与啮合特性和传动精度之间的交互影响,同时,在保证啮合特性和运动精度情况下,可获得更加符合工程实际的摆线轮设计齿廓,保证了RV减速器摆线针轮副的装配工艺性,对RV传动性能预控、齿廓修形质量及运动精度改善提供理论和技术支撑。     

机器人用高精度RV减速器曲轴误差

机器人用高精度RV(Rotate Vector)减速器的曲轴存在制造装配误差,为了保证RV减速器的传动精度、承载能力、总体回差和传动效率等要求,必须控制曲轴的设计精度.分析了曲轴偏心距和偏心距误差对RV减速器传动精度的影响,建立了曲轴偏心距和偏心距误差影响的数学模型,使用MATLAB进行了仿真计算.结果表明:某型RV减速器曲轴偏心距应为1.3mm,其偏心距误差负向分布有助于提高精度,加载后有助于减小回差间隙.     

谐波减速器的传动精度分析

以某舵机齿啮式谐波齿轮减速器为研究对象,分析了影响其传动精度的误差源,在忽略伞齿轮副的高频误差和齿啮式输出误差的前提下,对谐波齿轮副的传动误差进行了理论计算,用谐波传动精度动态检测仪测量了整个减速器的传动链误差.结果表明计算值与测得值基本吻合,两者误差在10％以内,说明假设前提条件成立,为设计从理论上提高谐波减速器的传动精度提供本参考,具有实际应用价值。     

2K-V型传动装置动态传动精度理论研究

以2K-V型减速机为研究对象,综合考虑系统中各零件的加工误差、安装误差、间隙及齿轮啮合刚度、轴承刚度等因素对传动精度所产生的影响,建立该系统的动态传动精度非线性动力学计算模型,并用Newmark法对其进行求解.该方法为研究2K-V型传动装置的动态传动精度提供了相应的理论依据,同时也有助于其他类似齿轮传动系统的动态传动精度研究.     

壳体柔性对电动车减速器振动影响的仿真研究

综合考虑齿轮啮合刚度、传动误差、齿侧间隙和轴承等因素的影响,基于Romax Designer软件建立了某电动车减速器的齿轮传动系模型,并对其进行了振动特性分析;将减速器壳体有限元模型导入Romax中,建立了考虑壳体柔性的减速器齿轮一壳体刚柔耦合模型,并将其振动特性与齿轮系进行了对比分析。结果表明,考虑壳体柔性后,系统的固有特性发生较大改变,齿轮传递误差值、系统振动响应和轴承动载荷等均有所降低。     

2K-V型传动装置制造误差对传动精度的影响

以2K-V型减速机为研究对象,综合考虑各零件加工误差、装配误差、齿轮啮合间隙、轴承间隙、零件弹性变形及其旋转零件的惯性载荷等因素对传动精度的影响,建立了非线性动力学计算模型;并利用该模型对传动装置中各零件的加工误差、装配误差所引起的系统回转传动误差进行研究,进而从诸多误差种类中找出对传动精度影响较大的主要误差种类。该研究结果对设计、制造高精度2K-V型传动装置具有重要的指导意义。     

Mesh Force Modelling and Parametric Studies for Compound Oscillatory Roller Reducer

A compound oscillatory roller reducer (CORR) with a first-stage gear transmission and a second-stage oscillatory roller transmission is presented.The transmission principle of oscillatory roller transmission is introduced,and the tooth profile equation of the inner gear is derived.The analytical model of mesh force considering the installation errors and manufacturing errors is proposed.Then,parametric studies considering different errors on the mesh force are con-ducted.Results show that the design parameters are significant factors for mesh force.The mesh force is reduced by 17％ as the eccentricity of disk cam increases from 2.5 mm to 4 mm.When the radius of the movable roller increases from 7 mm to 20 mm,the mesh force decreases by 8％.As the radius of disk cam increases from 125 mm to 170 mm,the mesh force is decreased by 26.5％.For the impacts of errors,the mesh force has a noticeable fluctuation when these errors exist including the manufacturing error of disk cam,the installation error of disk cam and the manufactur-ing error of movable roller change.The prototype of the reducer is manufactured and preliminary run-in test proved the feasibility of the transmission principle.     

考虑磨损与变形的谐波齿轮精度可靠性分析与优化设计

针对谐波齿轮减速器中存在的磨损和变形因素导致减速器传动精度低、可靠性差等问题,建立考虑磨损与变形的谐波齿轮减速器传动误差模型,并进行精度可靠性分析与优化设计.通过分析传动误差的影响因素建立了传动误差模型;基于磨损经验模型和试验数据,应用贝叶斯修正方法建立动态磨损模型,同时根据试验数据和高斯过程回归建立柔轮变形模型;综合...     

少齿差环板式减速器的弹性动力学分析

综合考虑环板、高速轴、齿轮副、轴承的变形和偏心套的误差,构造少齿差环板式减速器的变形协调条件,并结合动态子结构法建立该类传动系统的弹性动力学模型.通过求解系统的弹性动力学方程,获得减速器各环节的真实受力状况及系统的低阶固有特性.弹性动力学仿真结果表明,环板和高速轴支承轴承的弹性对减速器关键零部件的受力状况有较大影响,其中对高速轴行星轴承寿命的影响尤为明显;动力输入方式对系统的动力学性能影响很大,相同参数条件下双动力输入系统的受力性能要优于单输入系统.基于ANSYS的有限元模态分析结果与弹性动力学仿真结果吻合较好,表明所建立的少齿差环板式减速器弹性动力学模型具有较高的计算精度.     

齿轮减速器传动效率的测量与研究

影响齿轮减速器传动实际效率的因素有多种,本研究从实验的角度入手,利用功率流开放式测试系统对一级齿轮减速器的传动效率进行了动态测量。主要是研究齿轮减速器使用过程中转速和负荷的变化对传动效率的影响。试验始果显示,对于单级齿轮传动机构,要提高其传动效率,应该从提高其传递力或力矩方面入手;若齿轮传动机构所受力或力矩不变,要提高其传动效率,则可以通过降低输入转速的方法来提高其效率;通过提高齿轮传动机构所传递力或力矩,同时降低输入转速的方法也可提高齿轮传动机构的效率。     

一种基于多因素耦合的谐波减速器传动精度逆向分析方法

谐波减速器的传动误差是由零件加工及装配过程中的几何偏心和运动偏心等偏心矢量耦合而成的,具有频域性特点,并且各种单因素引起的传动误差分布概率符合瑞利分布。通过空间运动学、谐波啮合原理,建立了基于瑞利分布的传动误差多因素耦合模型,完成了置信区间可达99%的谐波减速器传动误差的预判模型。通过预判模型能够计算出各传动误差源的权重系数,提出一种基于误差源权重系数、从控制零件加工制造精度重新优化分配传动误差的逆向分析方法,在满足传动误差设计指标的同时,可最大程度降低加工制造的难度及成本,具有重要的工程应用价值。最后,针对40型谐波齿轮减速器进行传动精度的逆向理论分析和实验验证对比,实测结果与理论计算值吻合。     

RV减速器传动系统动力学特性分析

为深入研究工业机器人用RV减速器动力学特性,采用集中参数法,综合考虑啮合阻尼、时变啮合刚度以及综合啮合误差,建立了RV传动耦合扭转动力学模型,通过数值解法对建立的动力学方程进行求解,得到其振动位移、振动角速度响应及各齿轮副动态啮合力。基于UG与ADAMS建立RV减速器动力学模型,进行仿真分析实验,验证动力学模型的正确性。通过改变啮合刚度分析了啮合力的变化,随着啮合刚度的增加,在一定范围内,传动过程中的啮合力更加稳定,为RV减速器的故障诊断和优化设计奠定基础。