二齿差摆线针轮行星减速器的优化设计

本文分析了二齿差摆线针轮行星传动的啮合原理和强度计算方法。考虑了针齿分布、针齿与柱销强度、转臂轴承寿命等１２种约束条件，提出以针齿分布圆直径、针齿直径、摆线轮宽度、摆线轮内孔直径、短幅系数、销轴孔分布圆直径和销轴直径为设计变量，以体积最小、成本最低为目标函数的优化设计方法，研制出了该型减速器运动分析、强度计算、参数设计的一体化设计软件包。     

一种针齿摆线齿轮传动机构及减速器

本发明提供的针齿摆线齿轮传动机构及减速器，其传动机构是由内轮、针齿、内摆线轮组成，内轮相对于内摆线轮偏心设置，与针齿啮合，针齿与内摆线轮啮合，其特征在于：所述的针齿为偏心针齿，转动轴位置固定，转动轴线分布在以内摆线轮的旋转轴线为轴线的圆柱面上。本针齿摆线齿轮机构的优点在于：每个偏心针齿自定轴转动，提高了各针齿在运动过程中的位置精度，提高了传动的平稳性和效率；有利于增加针齿与摆线轮齿同时啮合的齿数，提高传动的承载能力，从而使得本发明的传动功率超过摆线针轮行星减速器，实现了大功率传动。     

二齿差摆线针轮行星传动中摆线轮等效代换齿廓的研究

二齿差摆线针轮行星传动具有较强的齿面抗胶合能力，但由于二齿差摆线轮齿廓曲线的不连续性，给传动带来了不良的影响，并造成工艺上的复杂性，对此，本文提出了采用完整的短幅外摆线的等距曲线作为摆线轮齿廓，来等效地代换二齿差摆线针轮行星传动中的摆线轮齿廓的理论，并给出了求解等效代换齿廓参数的数学模型，计算方法和求解实例，采用等效代换齿廓既可消除尖点，又能保证传动性能相同。     

针轮销孔展成技术

针齿壳销孔的加工是摆线针轮减速器制造的重要步骤之一。因针齿壳像一个具有圆形齿槽的内齿轮，可以用展成法加工，但需专门的插刀。本文介绍了针轮销孔展成技术，给出了刀具齿廓方程、特点及其设计方法。这种方法已用于工业生产并取得显著的经济效益。     

多齿差摆线针齿行星传动强度分析

多齿差摆线针齿行星传动近几年来在小速比减速机上，特别是在大功率、速比小范畴的使用过程中得到广泛的应用，根据多齿差摆线针齿行星传动受力特点对多齿差摆线针轮的强度进行分析，并与相同速比的一齿差摆线齿轮减速机的摆线轮的强度进行比较。     

弹性针齿摆线针轮减速器

通过采用弹性针齿改变传统摆线针轮减速器的针齿，可大幅度地降低啮合最大接触应力，并且这种结构的弹性针齿无轴向弯曲应力和变形，可大大提高该减速器的承载能力。     

两齿差摆线针轮减速机针齿销弯曲强度和刚度的计算

应用解析法对修形后的两齿差摆线轮和针齿啮合时的初始间隙进行了准确计算,给出了一种比较符合工程实际的两齿差摆线轮与针齿有隙啮合时受力计算方法,由于摆线轮与针齿受力相同而方向相反,因此可利用力学计算结果进行针齿销的强度与刚度计算。     

考虑针齿位置和半径综合随机误差的摆线针轮啮合力计算方法

摆线针轮行星传动是目前工业中常用的一种传动方式。实际加工和装配摆线轮与针轮时,各针齿的位置和半径难以精确为理论值,而是在加工误差范围内波动的随机变量,这会对摆线针轮的实际啮合情况有所影响。啮合力影响着摆线针轮传动的传动精度和平稳性,进而影响传动误差。推导了一种基于赫兹公式来计算摆线针轮传动啮合力的方法,提出在摆线轮与针齿啮合时存在针齿位置和半径的综合随机误差,推导了考虑这种综合随机误差的相对转角计算公式,并进一步结合算例进行了考虑随机误差的啮合力计算,分析了啮合力的变化对传动误差的影响。计算模型对机器人高精密减速器传动精度设计具有借鉴意义。     

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。     

摆线针轮行星减速器多目标优化设计

分析了摆线针轮行星传动的特点,提出以针齿分布圆直径、针齿直径、摆线轮宽度、摆线轮内孔直径、短幅系数、销轴孔分圆直径和销轴直径为设计变量,以体积最小、效率最高为目标函数的优化设计方法,研制出了该型减速器运动分析、强度计算、参数设计的一体化设计软件包。     

没有针轮的摆线变速机

在摆线针轮减速机中,针轮是由针齿壳、针齿销、套3种精密零件组成;在摆线曲面的线形探索中,找到了摆线的法线运动规律,设计出摆线的法向导杆机构,用普通圆柱铣刀和砂轮沿法向导杆进给和切削,准确地创成加工各种摆线及其等距曲线.从而可以制造出纯滚动啮合的外齿和内齿摆线轮,使得由十几以致上百个零件组成的针轮只需一个内齿摆线轮取代,进而制造没有针轮的摆线减速机,使减速机的效率显著提高,单级的最大减速比由现在的87提高到200以上.     

摆线针轮行星传动的运动平稳性分析

分析了摆线轮有加工误差或修正的齿廓与针轮针齿的啮合瓣关系。建立了摆线针轮行星传动瞬时传动比的计算式。根据计算所得的瞬时传动比变化曲线可看出一组可 种传动因加工误差或齿廓修正将导致传动出现运动不平稳性,所作分析将为改善摆线针传动的啮合牧场考了参考。     

二齿差摆线针齿实际受力分析

首先给出了二齿差结构齿形啮合时的受力分析方法,并应用解析法对修形后摆线轮和针齿啮合时的初始间隙进行了准确计算,给出了一种比较符合工程实际的二齿差针摆传动的有效啮合受力分析方法,该方法计算结果更符合工程实际。     

Multi-objective optimization of cycloidal gear based on segmental modification of pressure angle

In order to get the optimal profile of cycloid gear after sectional modification, a multi-objective optimization design method is proposed that considers both the modification parameters and macro-parameters of the cycloid gear. An algorithm of meshing force, meshing efficiency and anti-gluing ability between the cycloid gear and the pin gear was derived, and the related independent parameters were extracted as optimization variables. Taking high efficiency, high strength and light weight as the objective, the mathematical models of double-objective and three-objective optimization were established, and the influence of key design variable on the objective function was analyzed, and NSGA-II multi-objective genetic algorithm was used to solve the Pareto optimal solution of the optimization mathematical model. Results show that the optimized parameters can significantly improve the meshing efficiency, reduce the volume and meet the design requirements of high strength, high efficiency and lightweight on the premise of ensuring the strength of cycloid gear surface.

     

双组摆线轮减速器的柱销均载

本文对大型摆线减速器双组摆线轮的合理布置的条件、合理布置后所得到的柱销均载和大型摆线减速器承载能力的提高等进行了论述和证明。这种结构可以此输出同速比同扭矩的摆线减速器更紧凑,体积更小,此外,它也适合于其它W机构的减速机。     

摆线针轮传动建模方法与固有特性分析

以摆线针轮传动系统为研究对象,基于集中质量法建立了弯扭耦合的非线性动力学模型,考虑摆线轮的偏心运动以及摆线轮与针轮啮合的时变刚度、齿侧间隙及传动误差的影响,运用拉格朗日法求得系统的运动微分方程。针对系统微分方程的半正定、变参数和强非线性特点,以摆线轮与针轮啮合位置的相对啮合位移作为系统的广义坐标,运用线性变换将方程组转换为统一形式的矩阵形式,并对方程进行了无量纲处理。通过计算得到了系统的固有频率和无量纲频率,并对固有频率的影响因素进行了分析。     

RV减速器摆线轮齿廓曲线的曲率影响因素研究

以工业机器人为例,对RV减速器摆线轮齿廓曲线的曲率的影响因素进行了研究。根据微分几何理论,建立摆线轮齿廓的数学模型,采用坐标变换方法推导出摆线齿廓方程,分析了摆线轮齿廓曲线的凹凸特性,求出拐点的数学解析式。根据摆线齿廓方程计算出曲率和曲率半径的参数表达式,最后推导出可以概括摆线针轮传动的诱导法曲率公式。以RV-20E减速器为例,求解出凹凸区间曲率最大值和最小值,并利用Matlab编制程序进行仿真,详细分析了机构的偏心距、针齿半径、针齿分布圆半径、针齿数对拐点所在位置、曲率变化快慢的影响规律。通过对摆线齿廓的曲率的仿真分析,偏心距和针齿分布圆半径对摆线齿廓的曲率影响显著,同时也会影响拐点位置的变化,针齿半径对其有一定的影响,但影响较小,并且不会影响拐点所在的位置。研究结果为科学地选择摆线轮最佳参数和摆线针轮传动的设计提供了一种理论依据,具有一定的实用价值。     

摆线针轮章动传动的齿廓分析

本文应用球面三角学理论，分析了摆线针轮章动传动的齿形曲线；推导出相应的齿形方程，并给出了这种传动的基本参数和主要尺寸。为摆线针轮章动传动的设计与制造提供了理论基础。     

机器人精密减速器摆线针轮啮合传动瞬态接触性能分析

工业机器人精密减速器的传动精度和动态稳定性在很大程度上取决于摆线针轮的啮合性能。通过Creo和ANSYS Workbench相结合的数字化设计与动力学分析平台,对精密减速器第二级减速机构的摆线针轮啮合传动部分进行了三维参数化建模和瞬态动力学分析,快速、准确地获得研究所需的精密减速器参数化模型和摆线针轮动态啮合过程中摆线轮齿表面的应力和应变云图,从而得出摆线针轮在啮合过程中接触应力分布规律。采用Hertz接触理论得出的理论计算结果与上述仿真结果进行对比分析,验证了所建模型的正确性,为摆线轮进一步的齿廓优化修形提供了必要的理论基础。