用于机器人驱动的新型摆线传动技术

驱动机器人的减速器需要有良好的传动精度和刚性，以及人的传动回差。摆线传动是一种较为适合机器人驱动的减速器之一。根据摆线传动的原理和特点，综述了近年来各种新型摆线传动技术的研究及其应用，并分析了机器人驱动用RV传动、twinspin轴承式摆线减速器、三片摆线轮减速器、Dojen摆线减速器、摆线球齿（钢球）减速器等新型摆线传动技术特点。     

摆线钢球传动的传动比计算

本文研究了摆线钢球传动啮合副的运动状态，提出了两种计算摆线钢球减速器传动比的方法，为分析摆线钢球传动的传动性能及传动类型选择提供了理论基础。     

节能减速器的研制(Ⅱ)-节能减速器的受力及强度分析

本文对文献节能减速器的结构进行了受力分析,推导出了联轴节、钢球以及转臂轴承与余摆线盘之间的作用力公式,为进一步改进减速器的设计提供了理论基础。     

双摆线钢球行星传动减速器振动分析

建立了K-H-V双摆线钢球传动减速器(一级)传动的力学模型和数学模型。通过计算和分析得知，不平衡质量离心惯性力是引起振动的主要振源。因此，双摆线钢球行星传动减速器必须得到很好的静平衡和动平衡。     

平行轴摆线针轮减速器性能的研究

集三环减速器和摆线针轮传动的优点 ,而克服用内啮合齿轮易干涉、只能做成软齿面等的缺点 ,提出了平行轴摆线针轮减速器 ,通过对这种新型传动的工作原理、结构特点及样机性能试验结果的分析表明 ,该传动装置在低速重负荷时有显著的优越性。     

摆线轮齿形修整的优化

本文以改善摆线针轮减速器轮齿啮合质量为目的,提出了一种新颖的摆线轮齿形修整方式。并运用最优化设计方法,编制了一个可用于计算各种规格和型号摆线针轮减速器摆线轮最佳齿形修整量的计算机程序。文中针对BW-3-17型摆线针轮减速器进行了理论分析和实验研究,与其他齿形修整方式相比,摆线轮采用该最佳齿形修整方式可以明显增大啮合区间,减小载荷分布的不均匀性,大幅度提高齿面承载能力,同时也提高了传动效率。该齿形修整方式现已应用于实际生产中。     

摆线钢球行星传动机构设计与仿真分析

根据摆线钢球行星传动的结构组成和传动原理,进行了二级摆线钢球减速器的结构设计,选定了减速器的基本结构设计参数,结构类型为Ⅰ型和Ⅲ型的并联组合.运用Pro/E对其主要零件进行了参数化建模,并完成了摆线钢球减速器各个零件的装配;运用Pro/E和ADAMS进行了三维模型的联合仿真分析,实现了减速器的动态仿真,得到了偏心盘和输出盘的角速度曲线.其分析结果与理论计算结果一致,以此来验证三维模型设计的正确性,以及二级摆线行星运动的准确性,这为该减速器样机的研制提供了依据.     

基于UG的双摆线钢球减速器的三维建模技术

介绍了双摆线钢球减速器的工作原理,简要叙述了减速器的设计方法和计算步骤,详细介绍了利用UG对减速器的摆线盘进行三维建模的方法,提出了一种复合齿形摆线盘设计和实体模型构造的方法,为摆线盘的三维模型设计提供了一种新思路.     

摆线针轮行星传动机构的设计参数对压力角的影响机理

为了研究摆线针轮传动机构设计参数与压力角之间的关系,对摆线轮与针轮之间的压力角及其影响因素进行了分析.基于齿轮啮合原理,建立摆线轮齿廓的数学模型,根据摆线针轮传动机构的多齿啮合特点,推导了压力角的数学表达式,并仿真了特殊位置处摆线轮与针轮之间的啮合关系.以工业机器人用RV减速器中的摆线针轮传动机构为例,应用VC++软件编程和AutoCAD软件仿真,详细论述了机构的偏心距、针轮分布圆半径以及针轮半径等机构设计参数对压力角的影响.通过对摆线轮与针轮不同啮合状态的仿真,揭示机构设计参数对压力角的影响机理.结果表明:偏心距对机构压力角的影响显著,针轮分布圆半径次之,而针轮半径的影响可以忽略不计.该研究为摆线针轮机构的参数设计和分析提供了理论依据.     

摆线轮的三维造型及导入ANSYS中的方法

摆线针轮减速器目前已得到广泛的应用。为了提高摆线针轮减速器的传动精度并对其做进一步的动态分析,要研究摆线齿轮的刚度问题。摆线轮齿廓是一种超越函数,在ANSYS中难于实现模型的建立。用Pro／E建立三维造型模型较方便,但在Pro／E与ANSYS之间将模型以IGES的形式进行模型转换做有限元分析时,由于诸多因素的影响会产生一些问题。 研究了对模型进行拓扑结构修改的方法,然后进行网格划分作刚度分析。     

点接触蜗杆传动的齿面接触分析方法

蜗杆传动副接触区的予控是提高蜗杆传动副传动质量的重要手段。本文提出用已知齿面接触点邻域内的曲面三阶表示来求解新的接触点,进而分析接触区二阶参数的方法,可对点接触蜗杆传动副的接触情况进行精确分析,从而实现对蜗杆传动副接触区的予控。本文的方法还可用来分析优化齿面的曲率修正参数,以及误差作用下的齿面接触情况。     

滚柱活齿传动的啮合理论及齿廓接触区数值仿真

对新的传动形式──滚柱活齿传动进行了理论研究．首次建立了滚柱活齿中心运动轨迹方程和中心轮齿廓方程;采用ＭＡＴＬＡＮ语言编程仿真出相应曲线;求出了中心轮齿廓曲线的曲率方程并生成曲率Ｋ与活齿架转角θ之间的关系曲线;采用数值方法实现了啮合齿廓的接触区可视化,直现地证明了滚柱活齿传动是线接触．     

弧齿锥齿轮的有摩擦承载接触分析

提出了柔度张量的概念,并推导了弧齿锥齿轮有摩擦承载接触问题的数学规划解法。首先采用有限元方法计算工作齿面网格结点的柔度张量,并通过插值和叠加获得一对啮合齿在各接触位置上接触椭圆长轴散点的综合柔度,然后结合齿面几何因素,建立了弧齿锥齿轮接触问题的线性规划模型,采用载荷增量法求解了有摩擦的接触变形过程。最后以一对弧齿锥齿轮为例,进行了整个啮合过程的承载接触分析。     

面齿轮啮合过程中齿面接触应力分布研究

利用微分几何学原理推导了面齿轮传动的齿面主曲率与主方向,由此得出面齿轮传动中诱导法曲率的2个主值。分析了面齿轮传动中的主要参数对曲率的影响,并根据面齿轮接触点主曲率和两弹性体弹性系数与接触椭圆区域的关系,确定了面齿轮啮合的接触域;同时,分析了面齿轮在理想啮合状态下的齿面接触压力的分布和变化,并进行了仿真分析。研究结果表明：面齿轮啮合过程中,齿面接触应力沿齿宽方向,靠近边缘两端的应力较大,靠近外边缘的应力最大,而齿面中部的应力最小。因此,面齿轮传动设计中应考虑齿面修型,使面齿轮啮合的接触点靠近齿面中部,以提高面齿轮的承载能力,改善轮齿啮入啮出时的冲击。     

面齿轮啮合过程中齿面接触域的分析与研究

根据齿轮啮合原理,分析了面齿轮齿面的形成;分析并计算了面齿轮的齿面法曲率及啮合诱导法曲率,阐述了影响齿面曲率及齿面诱导法曲率的因素;推导了点接触正交面齿轮传动接触轨迹方程;计算了面齿轮啮合接触域的大小、方向和接触力,并对接触域进行仿真,发现齿面接触痕迹明显偏于轮齿内侧,并通过啮合实验得以验证,这一结论为面齿轮传动的合理设计和使用提供理论依据。     

Geometric design and simulation of tooth profile using elliptical segments as its line of action

A mathematical model of gear tooth profiles using the ellipse curve, whose curvature is convenient to control by changing the mathematical parameters as its line of action, was built based on the meshing theory. The equation of undercutting condition was derived from the model. A special epicycloidal tooth profile was also presented. An example gear drive with variation of the ellipse parameters was taken to illustrate the proposed method. The contact ratio of the gear drive designed by the proposed method was analyzed. A comparison of the property of the gear drive designed with the involute gear drive was also carried out. The results confirm that the proposed gear drive has higher contact ratio in comparison with the involute gear drive.     

两种标准直齿圆柱齿轮传动设计方法的比较

列举了两种齿轮传动设计方法,一种是先按齿面接触疲劳强度设计,再校核齿根弯曲疲劳强度的方法;一种是分别按齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度进行计算的方法.并对两种设计方法所得齿轮的几何尺寸进行了比较.     

高阶传动误差函数的面齿轮传动设计新方法

为了提高面齿轮传动的动态性能和降低啮合对安装误差的敏感性,提出具有高阶传动误差函数的面齿轮齿面设计方法,描述了齿轮传动反映输出和输入角度关系的四阶传动误差函数的数学模型,考虑刀具齿轮与圆柱齿轮齿数差,推导了面齿轮数控加工过程中具有四阶传动误差函数的齿面方程．利用盘形砂轮对渐开线圆柱齿轮齿向修形,发展圆柱齿轮齿向修形的鼓形齿面．建立面齿轮副轮齿接触分析条件,对具有四阶传动误差函数的面齿轮和齿向鼓形的渐开线圆柱齿轮的啮合进行了计算机仿真和啮合分析．研究结果表明,设计传动误差幅值为10″,在对准安装和轴夹角误差为0．02。的条件下,齿轮副输出的高阶传动误差幅值为0″,其他形位参数与预置的参数完全一致;齿面接触区域对安装误差不敏感,接触迹线始终稳定在齿轮半径的172mm附近。     

摆动活齿传动齿面闪温研究

根据摆动活齿传动的啮合原理,利用摩擦学、赫兹弹性接触等理论,研究了弹流润滑下活齿与内齿圈之间的摩擦因数的计算方法,分析了传动过程中摩擦因数的时变规律.在对活齿与内齿圈啮合接触时接触带半宽进行分析计算的基础上,应用Blok闪温理论建立了弹流润滑下摆动活齿传动齿面闪温计算模型.通过MATLAB编程求解了摆动活齿传动在一个啮合周期内齿面闪温沿啮合线的分布规律,分析了齿面闪温对输入功率、转速、摆动活齿半径和活齿数等参数的敏感性.算例表明,当活齿与内齿圈在齿廓曲线拐点处啮合时齿面闪温达到最大值.研究结果对进一步研究摆动活齿传动齿面抗胶合承载能力、热应力等有重要意义.     

球形齿超环面行星蜗杆传动的啮合理论研究

研究了球形齿面的超环面行星蜗杆传动的啮合理论问题，推导了在轮化机构中行星轮与蜗杆和内齿蜗轮的齿面方程，并证明了行星轮与蜗杆及内齿蜗轮的瞬时接触线是过球面齿顶点的大圆，通常情况下齿面上没有－界曲线，且二界曲线退化为球面顶点。本文的工作的这种传动副的设计的制造提供了理论依据。