精密谐波齿轮输出轴端扭转刚度测试与分析

针对实际应用过程中,精密谐波齿轮在小力矩加载时存在整体输出扭转刚度不足的问题,设计了一套谐波齿轮输出轴端扭转刚度测试系统。固定谐波齿轮输入轴,采用双向力偶的形式通过力矩盘在其输出轴施加双向渐变力矩,利用光学自准直仪精确测量输出轴转动的角度,从而计算出被测谐波齿轮输出轴扭转刚度。完成了某精密谐波齿轮在6个不同工位时的扭转刚度测量,测试结果表明被测谐波齿轮输出轴转角—力矩特性在不同工位下存在差异,但扭转刚度足够大,不是整体输出刚度不足的原因。     

谐波传动柔轮扭转刚度的研究

推导出柔轮单齿刚度的计算公式,利用ABAQUS进行柔轮扭转的运动学建模与仿真分析,仿真结果与计算所得的柔轮扭转刚度相符.通过分析柔轮整体刚度系数计算公式中的参数,确定其对柔轮刚度的影响.研究结果为高刚度谐波齿轮的设计提供了有效依据.     

谐波减速器输入轴迟滞曲线的特性研究

介绍了谐波减速器的扭转刚度与回差的测试装置,并对其进行实验研究。固定谐波减速器的输出轴,在输入轴施加单向渐变力矩并利用量角仪测量输入轴转动角度;对测量数据进行处理,拟合出输入轴迟滞曲线方程。通过多次测量实验验证,建立的迟滞曲线方程与多次实际测量的误差在3.8%以下;不同力矩值加载的结果显示,谐波齿轮的回差主要是由传动链间的间隙、柔轮的变形滞后、各零部件的制造和安装误差等造成的。     

谐波齿轮减速器间隙空程分析

谐波齿轮减速器的间隙空程来源复杂,是影响机构运动精度的主要因素。根据谐波减速器的工作原理分析,引起间隙空程的主要因素是零件扭转变形(柔轮和输出轴)、柔轮刚轮齿侧间隙和柔性轴承的径向游隙;运用渐开线、材料力学和刚度等理论,建立了间隙空程与上述因素的数学模型;开展了某种谐波减速器的间隙空程测试,实测结果与理论计算值吻合。     

谐波减速器扭转刚度与疲劳失效

针对谐波减速器的回差和扭转刚度设计了一种可以连续加载和卸载的测试平台,绘制了力矩和谐波减速器输出轴转角曲线,对扭转刚度和失效情况进行分析。谐波减速器的回差和扭转刚度主要与谐波减速器的间隙以及啮合程度有关,其所受力矩越大,扭转刚度越大,对于谐波减速器的性能有重要指导意义。     

圆弧齿廓谐波齿轮传动齿形设计中的几个问题

谐波齿轮传动采用圆弧齿廓后,可以改善柔轮齿根的应力状况和传动的啮合质量,提高承载能力和扭转刚度。本文首先计算出柔轮采用圆弧齿廓时,刚轮与之共轭的理论齿廓,通过用拟合圆弧对其进行逼近,得到拟合误差的变化规律;最后指出在开发双圆弧齿廓谐波齿轮传动时,应首先合理确定波发生器形式和柔轮径向变形量系数。     

磁悬浮控制力矩陀螺框架系统谐波减速器的迟滞建模

为了抑制双框架磁悬浮控制力矩陀螺(DGMSCMG)框架伺服系统中谐波减速器固有的迟滞特性对系统精度的影响,提出了一种基于Preisach模型的谐波减速器迟滞特性建模方法。首先,使用一阶回转曲线法采集谐波减速器的柔轮输出力矩与扭转角,获得建立谐波减速器迟滞模型的实验数据,其中谐波减速器柔轮的输出力矩是在不使用力矩传感器的条件下用系统动力学模型估计得到的;然后,使用Preisach模型对谐波减速器柔轮输出力矩与扭转角迟滞关系进行建模;最后,采用将模型离散化的数字型实现方法辨识模型中的权重函数,并给出模型的离散递归算法使模型利于简易化编程与进一步的在线控制。实验结果显示,谐波减速器的迟滞模型误差不超过0.005°,MSE值不超过(0.000 83%)°。结果显示了所述建模方法的正确性和实用性。     

谐波齿轮传动扭转刚度的实验研究

通过逐次加载扭矩的方法测试谐波齿轮传动装置扭转刚度,所获得的扭转刚度曲线揭示出了摩擦效应对其正反加、卸载测量值准确性的影响。对研究谐波齿轮传动刚度具有指导意义。     

谐波齿轮传动啮合参数优化设计

以谐波齿轮传动齿侧隙最小为目标,建立齿侧间隙计算数学模型,该模型通过柔轮附加扭转角形式对侧隙减小量进行补偿,弥补了以往设计中将侧隙减小值直接放在目标函数侧隙值中的缺点.并针对四力作用型谐波齿轮传动实例进行了啮合参数优化设计,所得参数为谐波齿轮的精密制造提供了可靠依据.     

谐波齿轮传动啮合刚度的研究

首先推导出柔轮单齿刚度系数的计算公式并估算了谐波齿轮传动的啮合刚度;其次对啮合刚度在传动系统总刚度中所占比重进行了计算分析;最后提出提高谐波齿轮传动系统总刚度的技术途径。