双圆弧谐波减速器共轭啮合区混合润滑分析

为了给轮齿啮合区的加速寿命试验提供理论依据,更好地指导产品优化设计,以某型号谐波减速器为分析对象,基于包络理论求出柔轮与刚轮的齿廓方程,分析了啮合点的曲率半径、卷吸速度以及啮合区受载情况,综合考虑啮合区的宏观几何、真实表面粗糙度等因素,建立了柔轮与刚轮啮合区的混合润滑模型,通过分析润滑区膜厚比、摩擦因数等参数,定量研究了转速和温度对润滑性能的影响.结果表明:转速越高,平均油膜厚度和膜厚比越大,接触载荷比和接触面积比越小,润滑性能越好.当转速高于2 200 r/min时,啮合区由边界润滑变为混合润滑,接触载荷比和接触面积比较50 r/min时减小90%以上,摩擦因数减小一半以上,将转速控制在2 200 r/min以上有利于改善润滑状况;随着啮合区温度的升高,平均油膜厚度和膜厚比逐渐减小,接触载荷比和接触面积比逐渐增大,润滑状况逐渐变差.温度为60℃时,摩擦因数较10℃增加一倍以上,接触载荷比和接触面积比增加一倍以上,需严格控制谐波减速器工作温度在60℃以下.     

谐波齿轮传动装置的动态传动误差分析

动态传动误差是谐波齿轮传动装置质量的一个重要指标,也可以为进一步改善谐波减速器的设计和加工提供依据,因此对传动误差的研究具有重要的理论意义与工程价值。为了确定影响谐波齿轮传动精度的因素,通过传动实验平台对谐波齿轮传动的运动精度进行分析研究。从谐波齿轮传动的误差源入手,首先分析了误差产生的原因,然后测试了减速器在不同负载与转速下的传动误差曲线,对测量的数据进行插值滤波消除“噪声尖峰”后,通过离散傅里叶变换以及希尔伯特黄变换对误差信号进行处理。对比时频域下的表现,研究了转速、载荷对谐波减速器传动误差的影响,分析了传动误差以及传动误差各频率分量随着转速、载荷的变化规律。对日本SHF-25/120-2UH减速器的实验结果表明：在额定负载下,谐波减速器的传动精度稳定性比空载以及轻载时高。谐波减速器的传动误差曲线会随着负载的改变而改变,但是由于不同误差分量的耦合作用,总的传动误差变化并不明显。同时传动误差在不同转速下的表现几乎相同,说明转速对传动误差的影响较小。该款谐波传动装置动态传动误差主要来源为2倍频的单次啮合误差,1/3倍频的多次啮合累积误差,以及刚轮旋转1周产生的累积误差,其中1/3倍频处的多次啮合累积误差对传动精度的影响最大。