传动可靠度约束下RV减速器加工精度等级优选方法EI北大核心CSCD

加工误差是影响RV减速器传动精度的关键因素。为评估多种加工误差对该机构的传动误差的影响机制,基于轮齿接触分析方法构建了考虑齿廓修形、加工误差和装配误差时渐开线齿轮及摆线针轮两级传动的轮齿接触方程,得到不同制造误差作用下摆线针轮行星传动误差分析模型,并评估了各种制造误差对机构传动误差的灵敏度;然后,以该灵敏度为公差等级选择依据,将RV减速器的各项加工误差表达为以公差等级IT5和IT6为基础产生的高斯分布随机数,通过随机抽样误差来分析各组误差样本下RV减速器不发生干涉的可靠度,以及传动误差分布情况。计算结果表明:针齿位置度误差、摆线轮齿距累积误差对传动误差的影响最大;渐开线齿轮偏心量误差和曲柄轴偏心量误差的影响较小;针齿半径误差的影响最小。将灵敏度较小的加工误差设为IT6,灵敏度较高的加工误差设为IT5,可得到所有加工误差均为IT5时的传动误差精度要求,其可靠度达98%且加工成本更低,从而为RV减速器加工精度选用和制造成本控制提供依据。     

RV减速器传动特性分析

RV减速器发明迄今为止虽然有半个多世纪,但是该技术却一直被发达国家所垄断,我国对该领域的研究起步比较晚。本文基于RV-40E型减速器,对摆线轮参数化建模及虚拟装配,基于虚拟样机分析软件MSC.ADAMS对RV减速器刚性模型动力学仿真,通过在后处理模块分析摆线轮、曲柄轴及输出轴的速度和加速度特点来研究RV减速器的传动特性,为研究RV减速器传动特点奠定了理论基础。     

基于接触应力优化的摆线轮修形设计

对摆线轮进行合理的修形能够极大改善RV（rotary vector,旋转矢量）减速器的传动性能和承载能力。为了进一步优化“反弓”齿廓的接触应力,在综合分析组合修形对反弓齿廓啮合力和接触应力的影响的基础上,提出了一种两段修形方法。该方法是将摆线轮齿廓分成2段,并根据需要对不同工作段的齿廓采用不同的修形量,以更灵活地设计摆线轮的齿廓。以RV-40E减速器为例,先利用MATLAB软件建立摆线轮受力分析模型,并按照两段修形方法确定新齿廓的修形量和方程;再利用ANSYS软件建立摆线轮与针齿接触的有限元模型,并对比新齿廓与反弓齿廓的接触应力。理论计算结果显示,新齿廓的最大接触应力降低了8.34%;有限元仿真结果显示,新齿廓的最大接触应力降低了4.39%,并分析了可能的误差来源。研究表明,两段修形方法可以改善摆线轮齿廓的接触应力和延长摆线轮的使用寿命,这为摆线轮的修形设计提供了一定的参考。     

工业机器人RV传动链误差仿真

基于Solidworks对RV减速器进行三维建模,然后导入到ADAMS中,根据RV传动原理设好各个零部件之间的相互约束,对RV刚性模型进行动力学仿真,仿真结束后测量输出轴的质心角速度将测量得到的数据导入到MATLAB当中,根据传动链误差的定义,对导入的数据进行积分处理,算出输出轴的转角误差,并将仿真数据和实际数据进行对比,证明RV刚性模型的可行性,最后通过计算RV一级减速部分误差大小确定传动误差主要来源于二级减速,并通过仿真不同齿形摆线轮的RV来研究摆线轮的齿形对RV传动链误差的影响。     

四环板摆线齿轮减速器降噪分析

为了降低新型传动摆线齿轮减速器的噪声,对关键部件进行优化设计,采用试验手段对摆线齿轮减速器噪声及模态进行测试。综合测试结果发现减速器箱体及内部件固有频率在中频区域分布比较密集。当摆线轮与针轮啮合频率达到500 Hz以上将产生较大噪声;而当载荷达到50 %以上时三齿轮传动对噪声贡献开始突显出来。最后提出避开固有频率、优化箱体结构及改进传动部件设计等减振降噪的措施。     

基于机器视觉的摆线轮精度综合测量

针对目前摆线轮检测过程中存在的采集信息量少、测量速度慢等问题，提出了基于机器视觉的综合测量方法。根据摆线轮的测量精度要求，搭建了视觉检测硬件系统；沿粗边缘切向窗口拟合Facet灰度曲面，利用边缘的连续曲面特征，确定亚像素坐标点，利用量块检测定位精度为0.2 pixel;经像素当量标定、光强补偿和坐标变换，得到物理坐标系下摆线轮的亚像素齿廓；将其和三坐标测量法测得的摆线轮廓形对比，得到的摆线轮廓形之差为10μm;根据摆线轮的齿廓方程，采用直角坐标和极坐标相结合方法，建立摆线轮误差计算模型，计算出摆线轮齿廓偏差和齿距偏差；同时评价摆线轮中心孔和2个曲柄轴孔的直径，得出齿廓偏差与极角的关系，为摆线轮的加工工艺改进和RV减速器传动性能分析提供依据。以上整个测量过程时间约为16 s。     

精密机器人用RV传动系统的力学性能

目的了解RV传动机构的载荷分布,研究系统的力学性能。方法对精密机器人用2K-V型RV传动系统的结构进行简单介绍,分析RV传动的特点;对RV传动中的外啮合行星传动机构和内啮合摆线针轮传动机构的受力情况分别进行研究,并考虑摆线针轮的初始啮合间隙,多齿啮合原理以及曲柄轴转臂轴承的作用力。结果短幅系数K1的选取对摆线轮受力大小有直接的关系,摆线轮齿与针齿的啮合作用力与该啮合点处摆线轮齿实际弹性变形成线性正比关系。结论 RV传动系统在机器人领域具有广泛的应用前景,研究力学特性对RV传动机构的精度设计、制造加工提供了一定理论依据。     

RV减速器摆线轮模态分析与结构优化

目的根据摆线轮模态分析计算结果对摆线轮进行结构优化。方法通过Pro/E对RV减速器摆线轮进行三维造型,将完成的实体模型导入Ansys中,建立动力学仿真分析模型,进行有限元模态分析,得出摆线轮在自由边界与约束边界下的固有特性。将模态计算结果与整机模型固有频率进行比较,根据振型分析摆线轮最大刚体位移的位置,进行结构优化设计并验证。结果自由边界下的第7,8阶与约束边界下的第2,3阶固有频率均与整机相接近,容易引起整机共振的固有频率段为844.7?1163.7 Hz;摆线轮最大刚体位移的位置为贯穿孔外侧的摆线齿廓,自由和约束边界下的最大位移分别为44.349,59.484mm;结构优化后的最大位移分别为37.581,44.066 mm。结论摆线轮齿廓处为结构的薄弱环节,结构优化后的摆线轮模型在固有特性以及固有振型上都达到了有效改善效果。     

工业机器人减速器的产业计量需求

<正>一、产业发展与计量需求分析工业机器人的关节一般为2~7轴,坐标型机器人采用3轴的较多,而焊接机器人多为6轴以上。多关节机器人中间关节负载较大,同时为了实现低成本、重量轻、准确度高、可靠性好等目标,一般采用伺服电机结合大减速比减速器来实现。工业机器人关节用减速器一般有谐波减速器和RV减速器。目前在高精度机器人减速器方面,市场份额的75%均由两家日本减速器公司垄断,分别为提供RV摆线针轮减速器的日本     

变齿厚RV减速器动态特性分析

变齿厚RV减速器是一种高性能精密传动装置,其动态特性对整机性能有重要影响。根据变齿厚RV减速器传动原理及结构特点,从系统角度出发,考虑轮齿的时变啮合刚度、轴承刚度、碟簧刚度、阻尼和传递误差等因素,基于Lagrangian方程,建立了耦合两级传动的整机弯-扭-轴耦合动力学模型。对样机的动态啮合力、构件动态响应及传动误差等特性进行了分析,研究了参数变化对这些性能指标的影响规律。研究结果可为变齿厚RV减速器的动态特性分析及优化提供理论依据。     

谐波齿轮几何模型参数优化及ADAMS仿真研究

谐波齿轮为一类新型传动器件,结构紧凑且运动传递过程复杂。为形象理解谐波齿轮,以受到关注较少的滚珠活齿谐波齿轮为例建立其几何模型,通过数值计算对其关键参数进行了优化设计。根据几何模型及参数优化结果在ADAMS中建立该型谐波齿轮的实体模型,分常值和正弦指令转速两种情况进行了仿真。数值仿真结果与几何模型相符,直观地反映了谐波齿轮的传动特性,研究为含有谐波齿轮的传动系统建模打下了基础。     

等高齿锥齿轮非线性振动特性的联合求解方法

齿轮重载啮合中发生的轮齿接触损失会引起齿轮传动中的动态传递误差,动态传递误差的存在是等高齿锥齿轮非线性振动的重要原因,准确预测和计算等高齿锥齿轮传动中的动态传递误差是进一步改善这类齿轮系统振动特性的有效手段。针对某重载等高齿锥齿轮,研究了其在一定运行速度和扭矩范围内的频率响应特性;运用一种新的曲面积分与局部有限元联合求解方法求解了等高齿锥齿轮传动中的动态传递误差,从而揭示出此类传动系统振动的强非线性特性。这种方法无需将时变拟合刚度和啮合频率变量等非线性因素作为外部的激励进行求解,而是从齿轮啮合的每一时步,计算动态啮合力以及动态传递误差,最终得出等高齿锥齿轮的非线性振动特性。该方法可以精确表达轮齿几何及轮齿接触力等因素对齿轮动力学性能的影响,为等高齿锥齿轮这类复杂振动特性的传动系统提供了一种行之有效的分析方法。     

圆柱齿轮减速器可靠性优化设计与实体造型

考虑应力和强度的随机性,运用机械优化设计理论,按给定的可靠度作为齿面接触和齿根弯曲疲劳强度约束条件,建立单级斜齿圆柱齿轮减速器多目标可靠性优化设计数学模型,以确定齿轮传动参数。应用SolidWorks软件进行减速器实体造型设计并利用COSMOSMotion插件实现了运动仿真,探讨了减速器计算机辅助设计实用可行的新方法。     

电动车减/差速器振动特性分析及改进

以某纯电动车的减/差速器为研究对象,首先考虑齿轮啮合刚度、传动误差、齿侧间隙和轴承因素,建立了齿轮传动系模型;然后考虑传动轴、差速器壳体以及减速器壳体的柔性,建立了减/差速器系统综合耦合模型,对其进行动态响应仿真分析及试验验证;最后通过轮齿微观修形减小齿轮传递误差波动的幅值,降低壳体表面阶次振动的峰值。结果表明,所建立的综合耦合模型能较好的预测减/差速器系统的振动特性,揭示各个振动阶次产生的原因,轮齿修形可使齿轮副传递误差波动幅值和壳体表面阶次振动峰值分别降低40%和57%,对减/差速器啸叫问题的解决起到一定的积极作用。     

基于传动误差检测法的早期齿轮磨损故障诊断

摘 要：针对齿轮系统在复杂结构复杂工况下早期故障难诊断的问题,借鉴精密机械中检测齿轮安装误差和加工误差的传动误差检测法,建立含故障的二级齿轮系统传动误差信号模型,分析中间轴齿轮早期单齿齿面磨损对齿轮系统传动误差的影响及特征规律。经齿轮传动系统实验台实测信号研究结果证明：传动误差信号信噪比高,能够有效识别复杂齿轮系统中齿轮早期磨损故障。     

双环减速器辐射噪声数值仿真及试验研究

以中心输入式双环减速器为研究对象,综合考虑齿轮内部动态激励以及环板不平衡惯性激励,建立了减速器传动系统及结构系统的动力有限元分析模型,应用ANSYS软件对双环减速器进行固有模态及动态响应数值仿真。以振动位移作为边界条件,建立减速器箱体的声学边界元分析模型,在SYSNOISE软件中用直接边界元法计算了箱体表面声压及场点的辐射噪声。利用传动系统试验台对双环减速器进行振动加速度及辐射噪声测试,并与数值仿真结果对比分析,两者吻合良好。     

基于齿轮动态激励和弹流润滑的多目标优化

依据齿轮啮合动态激励基本原理和弹性流体动力润滑理论,建立同时追求齿轮啮合时变刚度激励最小、齿间最小油膜厚度最大(倒数最小)及齿轮传动总体积最小的约束多目标优化设计数学模型.对现有的用于两目标优化设计的粒子群优化方法加以改进,给出了约束3目标优化设计方法.利用Matlab编制优化程序,并对范例进行分析计算.优化过程及结果表明,采用较多的齿数,在小于1的范围内采用较大的正变位系数,适度采用较大的压力角可以增大轮齿啮合综合刚度谱图中基频谐波的幅值,有效地提高齿轮传动系统抵抗内部激励振动的能力及性价比.