2K-V型摆线针轮减速器的动态回转传动误差分析

利用Pro/E创建参数化实体模型,导入ADAMS建立2K-V型摆线针轮减速器的虚拟样机.通过多刚体动力学仿真分析,获得转角误差曲线,并对比分析摆线轮修形造成的径向间隙等因素对传动精度的影响情况.为深入研究精密齿轮传动系统的动态传动精度,探索精密齿轮传动系统传动精度主动控制的方法和新传动结构设计提供了有效方法.     

一种摆线针轮传动多齿啮合接触特性分析方法

为有效地揭示齿廓修形、弹性接触及负载变化对摆线针轮传动多齿啮合接触动态特性的影响规律,基于多体动力学和弹性接触理论提出了一种可精确预估摆线针齿动态啮合对数、确定接触点位置并获取接触载荷的动力学分析方法。首先,建立了摆线针轮系统刚体多体动力学模型;其次,在数值计算的任一时刻,循环判断摆线齿廓的离散点与各个针齿之间是否满足接触条件,确定最大接触深度并计算法向接触载荷;最后,将摆线针齿接触载荷等效为系统广义力,建立了含多齿啮合接触关系的摆线针轮传动系统动力学方程。在此基础上,以某一针摆传动系统为算例,分析齿廓修形、弹性接触及负载变化对摆线针轮传动多齿啮合接触动态特性的影响。研究结果表明,摆线针轮传动的实际传力针齿数由齿廓修形和负载特性决定。该方法对于具有不同传动比的摆线针轮传动系统,均能高效准确地完成齿廓修形和负载变化条件下的传力针齿数预估和接触载荷计算。     

误差对RV型减速机传动精度的灵敏度研究

以RV型减速机为研究对象,综合考虑零件加工误差、装配误差以及间隙等因素的影响,依据D＇Lambert原理建立系统的动态传动精度非线性动力学模型,并利用数值微分法对动态传动精度进行了灵敏度分析。研究表明：针轮齿槽偏差及其齿距累积偏差、摆线轮齿槽偏差及其齿距累积偏差、曲柄轴偏心凸轮的偏心误差以及摆线轮与曲柄轴间的轴承间隙等因素对其传动精度敏感程度较高。该研究成果对设计、制造高精度RV型传动具有重要指导意义。     

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。     

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减速器核心零件模态分析

RV减速器传动精度主要受摆线针轮传动精度的影响,摆线轮和针轮的动力学状态直接影响到整机性能。以RV-40E减速器为研究对象,建立了摆线轮和针轮的三维模型,并利用有限元法进行模态分析,获得核心零件摆线轮和针轮两种工作状态下的各阶固有频率和振型。结果表明,摆线轮啮合频率在1 820 Hz时容易引起摆线轮和针轮的共振变形,摆线轮轮缘部分以及针轮与骨架油封连接的凸缘部分比较敏感,容易引起变形;增大针轮凸缘半径并在骨架油封外缘添加肋板可以提高针轮固有频率,避免共振;为摆线轮添加加强筋不能避开啮合频率;更换摆线轮材料,选择弹性模量更大的GCr15可以使摆线轮避开啮合频率,避免共振;优化后的摆线轮和针轮的模态分析结果为RV减速器的后续动力学分析提供了理论依据。     

RV减速器摆线针轮传动精度控制的研究现状及需要解决的技术问题

在大量查阅的基础上,对国内外有关摆线轮的修形、摆线针轮传动精度控制以及RV减速器动力学等研究动态做了介绍,并对摆线针轮传动在修形技术、制造技术和制造装备开发方面需要解决的关键技术进行了分析探讨。     

基于ADAMS仿真的机器人用高精度RV减速器轮齿间隙研究

为了保证机器人用高精度RV减速器的运动精度、扭转刚度、传动效率、总体回差和承载能力等要求,分析了摆线轮各齿的接触变形关系,计算了摆线轮齿与针齿的啮合力,进而获得了摆线轮与针轮的同时啮合齿数.采用UG软件建立了RV-40E型减速器模型,并进行ADAMS动力学仿真,探求了含有初始间隙的RV减速器传动时的啮合齿数,为提高减速器整体的传动稳定性、承载能力、扭转刚度等性能提供了理论基础.     

大速比复合少齿差齿轮传动啮合特性分析

在分析大速比复合少齿差齿轮传动装置的传动原理和结构特点的基础上，从系统角度出发，考虑该传动装置的三级传动系统耦合变形、摆线轮、输出盘、行星架及各级箱体的具体结构，建立了大速比复合少齿差齿轮传动整机有限元啮合特性分析模型。对该传动装置中的摆线针齿啮合特性、各关键零部件受力和整机传动误差进行仿真分析，讨论了摆线针轮多齿啮合的动态过程。结果表明，减速器运转过程中，各零部件应力波动幅度较小，且均远低于其材料屈服极限；两片摆线轮总是一刚一柔同时承载，刚性区轮齿为主要承载区，柔性区轮齿受力较小，两片摆线轮啮合轮齿数量总和在9～11之间波动；传动误差曲线平稳，呈现周期性，无明显长波，整机传动误差峰峰值为46.719 5″。该研究结果为大速比复合少齿差传动装置的动态特性和啮合特性参数优化设计提供了理论依据。     

变桨距用减速器多体动力学仿真分析

变桨距减速器是采用摆线针轮传动的二级传动机构,并且每级摆线轮均采用二齿差齿形。基于Pro/E和ADAMS软件建立了变桨距用减速器刚柔耦合模型,模型中柔性体采用模态缩减法进行建模,对该刚柔耦合模型进行了动力学仿真,得到了摆线轮与针齿之间的接触力、摆线轮与柱销之间的接触力以及转臂轴承的受力曲线,并对仿真结果进行分析,为进一步优化设计变桨距减速器提供了依据。     

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.     

基于Pro/E的摆线钢球行星传动建模仿真研究

利用Pro／E软件完成了摆线钢球行星传动数字样机的构建,并借助Pro／E软件的Mechanism模块,实现了该传动机构的动态仿真,提高了端面啮合摆线钢球行星传动的设计质量,为该精密传动物理样机设计提供保证。     

轴承非线性特性对摆线针轮减速器传动效率的影响分析与参数确定

为构建考虑轴承接触弹性的摆线针轮传动效率理论计算方法，并揭示轴承非线性刚度的影响机制，提出一种耦合摆线轮设计参数、接触载荷及轴承参数的传动效率理论模型。该模型考虑了输入轴与摆线轮的轴承弹性，并引入非线性的轴承刚度。采用牛顿法建立摆线轮受轴承弹性力、惯性力及接触载荷时的动力学微分方程，求解该方程得到轴承弹性位移，并将其与轴承刚度参数纳入传动效率计算模型。通过对比分析不同轴承刚度参数和运行工况下的理论传动效率，并利用理论计算效率与实验测定值的差异，对理论模型加以修正并迭代计算，从而拟定轴承参数。分析表明：轴承刚度指数较小时传动效率受运行速度和负载影响很小，轴承刚度指数较大时传动效率随着负载增大而提高；拟定刚度模型具有合成效应且给定合理参数下所得传动效率与测试值大致相符，可为摆线针轮传动效率评估提供高效且准确的理论方法。     

加工精度对双曲柄环板式针摆行星传动动态性能的影响分析

双曲柄环根式针摆行星传动是一种借助平行四杆机构克服机构的运动死点的新型传动方式。根据机构运动学理论，分析主要尺寸误差对双曲柄环根式针摆行星传动机构运动性能的影响，从制造、安装两方面提出保证其动态性能的主要措施，为双曲柄环根式针摆行星传动样机的精度设计提供理论基础。     

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。     

Novel AC Servo Rotating and Linear Composite Driving Device for Plastic Forming Equipment

The existing plastic forming equipment are mostly driven by traditional AC motors with long transmission chains, low efficiency, large size, low precision and poor dynamic response are the common disadvantages.In order to realize high performance forming processes, the driving device should be improved, especially for complicated processing motions. Based on electric servo direct drive technology, a novel AC servo rotating and linear composite driving device is proposed, which features implementing both spindle rotation and feed motion without transmission, so that compact structure and precise control can be achieved. Flux switching topology is employed in the rotating drive component for strong robustness, and fractional slot is employed in the linear direct drive component for large force capability. Then the mechanical structure for compositing rotation and linear motion is designed. A device prototype is manufactured,machining of each component and the whole assembly are presented respectively. Commercial servo amplifiers are utilized to construct the control system of the proposed device. To validate the effectiveness of the proposed composite driving device, experimental study on thedynamic test benches are conducted. The results indicate that the output torque can attain to 420 N·m and the dynamic tracking errors are less than about 0.3 rad in the rotating drive. the dynamic tracking errors are less than about 1.6 mm in the linear feed. The proposed research provides a method to construct high efficiency and accuracy direct driving device in plastic forming equipment.     

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。     

1.5MW风电机组变桨距用针摆行星减速器结构设计与传动效率研究

为提高承载能力,提出使用两级"二齿差"针摆行星传动替代三级渐开线行星齿轮传动作为目前我国1.5 MW风力发电机组变桨减速器的传动型式。详细介绍了该新型减速器的设计结构及工作原理,并以转化机构法为基础,通过对针轮与摆线轮啮合效率、轴承效率、输出机构效率的分析,推导出该减速器传动效率的计算公式。     

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。