摆线针轮齿廓修形参数对摩擦润滑接触特性的影响

为研究脂润滑下摆线针轮传动润滑特性，基于Ostwald本构方程建立摆线针轮线接触脂润滑数值模型，研究负移距修形、正等距修形、正等距+正移距修形和负等距+负移距修形4种摆线轮修形方式对啮合过程中摩擦润滑接触特性的影响规律；利用啮合过程中最小油膜厚度、摩擦因数、摩擦损失功率及一个啮合周期内总的摩擦损失功率评价了摩擦润滑状态。结果表明：相同加工精度下，正等距+正移距组合修形方式下啮合过程中最小油膜厚度最大，摩擦因数、摩擦损失功率以及总的摩擦损失功率最小；等距+正移距组合修形方式的摩擦润滑接触状态最优，而负等距+负移距修形的摩擦润滑接触状态最差，正等距单修形方式的摩擦润滑接触状态优于负移距单修形方式；不同修形方式下，随着修形量的增加，整个过程总的摩擦损失功率增加，摩擦润滑状态变差；随着转速增加，修形齿廓啮合过程中最小油膜厚度增大、摩擦因数减小、摩擦损失功率增大及总的摩擦损失功率线性增加。     

基于接触应力均化的摆线轮修形方法

在传统组合修形的基础上,综合分析摆线轮传动精度和齿面接触应力,提出一种基于接触应力均化的摆线轮修形方法。将摆线针轮齿廓传动压力角最小的工作段作为修形量优化的区间,分析所需齿侧间隙,选定合理的转角修形量范围;以转角修形齿廓为目标齿廓,用等距和移距组合修形逼近方法确定相应的等距和移距修形量,并将其代入摆线轮传动受力方程,得到优化区间内同时啮合各齿之间接触应力分布方差;以同时啮合各齿之间接触应力分布方差最小为优化目标,在转角修形量范围内,搜索出最佳的转角修形量以及对应的组合修形量。仿真和试验结果表明,相较于传统方法,该方法能够提高传动精度,并显著改善齿面受力状况,延长摆线轮使用寿命。     

一种RV减速器摆线轮齿廓修形方法

针对常用组合修形方法无法同时满足高精度摆线轮高承载、低回差要求的问题,提出一种偏心距组合修形方法。在运用三坐标测量仪对RV-40E型减速器摆线轮进行精密测量的基础上,基于最小二乘法对测量所得的摆线轮齿形坐标参数进行圆弧拟合,并得到了相应的摆线轮齿形方程。然后,以所得齿形方程曲线为目标齿廓曲线,运用Matlab对"偏心距+等距+移距"、"等距+移距"、"等距+移距+转角"3种组合修形方式的所形成的摆线轮的齿形进行优化。优化结果表明,相较于"转角+等距+移距"和"等距+移距"组合修形,"偏心距+等距+移距"组合修形所得的曲线与目标齿廓曲线的偏差更小,说明了"偏心距+等距+移距"组合修形方式具有一定的可行性。     

基于优化承载能力的RV减速器摆线齿轮齿廓的等距-移距修形

结合传统等距修形方法和移距修形方法,提出了一种基于优化承载能力的摆线轮齿廓的新型等距-移距组合修形方法。以工业机器人RV-40E减速器的摆线针轮为例,对其传动进行了力学分析,以最优承载能力为目标建立了摆线轮修形量搜寻数学模型,并采用格点法进行了优化,最终通过数值求解获得了等距-移距修形的摆线轮齿廓曲线。设计了摆线轮加工工艺,分别加工制造了等距-移距修形的摆线轮和作为对比验证的传统拟合转角修形摆线轮,并分别组装出RV减速器样机进行性能测试。试验结果表明:装有该等距-移距修形摆线轮的RV减速器的传动效率高达85%,相比于装有传统拟合转角修形摆线轮的RV减速器,该新型RV减速器在重载情况下的噪声和温升均显著降低,承载能力得到了明显提高。     

以优化承载能力为目标的RV减速器摆线轮齿廓修形方法

摆线轮齿廓修形对于RV减速器的性能具有至关重要的影响。为合理选择修形方法及修形参数,改善摆线轮齿面的受力状态,提出了一种以优化承载能力为目标、基于粒子群优化算法的摆线轮齿廓等距-移距修形方法。以RV-60E减速器为优化实例,对摆线针轮传动部分进行了力学分析;以减少针齿的最大承载能力为目标,建立了摆线轮修形量的数学模型;利用所提优化设计方法求得所需的修形参数及齿廓曲线。通过与等距修形、移距修形及拟合转角修形方法的比较发现,基于粒子群优化算法的摆线轮齿廓修形方法中针齿最大接触力分别减少了15.9%,16.0%和11.8%,提高了RV减速器的承载能力和寿命。     

机器人RV减速器摆线轮修形的理论研究

针对机器人RV减速器摆线轮,基于单齿无侧隙失配修形的理念,将二阶抛物线修形量沿法线方向直接叠加至摆线轮的理论共轭齿廓,推导了修形后摆线轮齿廓的齿面方程。通过控制齿廓修形系数,可控制齿廓曲线不同啮合位置的修形量。所提出的抛物线修形方法与传统的等距加移距组合修形方法不同点是:在摆线轮主要工作段,修形后的齿廓更加逼近完全共轭齿廓。在Matlab中编写了摆线针轮传动的TCA程序,形成了抛物线型传动误差,证明该修形方法的合理性,从而为RV减速器摆线轮的修形设计提供了新的思路。     

摆线针轮行星传动中摆线轮最佳形量的确定方法

在对摆线针轮行星传动中摆线轮的修形方式进行分析的基础上,提出了最佳修形齿廓的概念,对采用"负移距+正等距"修形方法获得最佳修形齿廓原理进行了探讨, 推导出了摆线轮最佳修形量的计算公式.采用新齿形的样机试验结果也证明了修形理论的正确性.     

摆线轮齿廓修形量的总效率优化设计

为改善摆线液压件的工作性能,根据摆线副的啮合原理及其实际工况确定了以总效率为优化设计的目标函数,以等距修形量和移距修形量为设计变量,并利用MATLAB优化工具箱,以BZZ系列全液压转向器的摆线啮合副参数为例,搜寻得到摆线轮齿廓修形值。优化的结果表明：正等距加负移距齿廓修形不但能最大程度逼近共轭齿廓,增加啮合区间;同时能使液压摆线副效率最大。为摆线针轮啮合副齿廓修形设计和制造提供了理论基础。     

基于椭圆法的摆线轮齿廓修形

为得到更加理想的摆线轮齿廓线型,提出一种新的摆线轮齿廓修形方法。在保证短幅系数,偏心距不变的情况下,利用椭圆对摆线轮的标准理论轮廓线滚动切割修形,得到修形后的齿面轮廓线,并推导出其方程表达式。与常用的齿廓修形方法相比,修形后的齿廓曲线在主要工作段更加逼近完全共轭齿廓,并且通过控制椭圆的形状参数,可对摆线轮与针齿轮的啮合间隙进行调整,简单灵活。分析该修形齿廓的法向齿廓间隙、初始啮合间隙、接触应力以及回差影响,验证了该修形方法的合理性。     

摆线针轮行星传动中反弓齿廓研究及其优化设计

首先对摆线针轮行星传动中摆线轮修形所产生的相对转角进行了计算,根据新的齿面受力分析理论,为合理地利用齿廓,改善摆线轮齿面的受力状态,提出了"反弓"齿廓的概念和存在条件,并证明采用"正等距+负移距"简单组合修形方法可以获得反弓齿廓;利用提出的优化设计方法编制的计算机软件,可以方便地求出最佳反弓齿廓所需要的修形量。受力分析计算表明:"反弓"齿廓可以有效地减少最大接触力,从而达到提高齿面承载能力的目的。