RV减速器摆线轮齿廓修形建模与补偿研究

摆线轮齿廓是影响工业机器人核心部件—RV减速器性能的重要因素。为了使RV减速器能够精确传动,需要对摆线轮齿廓进行修形设计,从而补偿各种加工误差因素造成的齿廓误差。为此,提出了基于加工误差参数优化的摆线轮修形模型,以精确补偿实际与设计齿廓之间的误差。模型中的加工误差参数值是通过对实际加工齿廓的精确测量,设计一种回归算法,对误差数据进行回归优化而获得。利用提出的摆线轮修形模型得出的修形参数对齿廓进行加工测量,结果表明,与经验修形方法相比,实际加工齿廓与设计齿廓之间的误差值降低了50%,批量加工的齿廓误差也能保证在4μm以内。此方法实现了对摆线轮齿廓的精确修正,有效地提高了RV减速器的整体性能。     

基于齿廓压力角分布的RV摆线轮修形方法

传统的齿廓修形设计存在计算复杂、齿廓曲线形状不易控制及轮齿啮合精度不易保证等缺点,齿轮的齿廓压力角对啮合传力性能具有较大影响.因此,基于摆线轮齿廓压力角的分布规律,提出了一种新的齿廓修形方法.以计算分析获得的压力角分布趋势为基础,建立了直线法齿廓修形数学模型,推导出齿廓压力角和修形量的函数关系;构建了轮齿接触分析模型,获取了修形摆线针轮的传动误差.通过摆线轮的齿廓形状和传动误差的对比测量实验,验证了文中所提方法的正确性和有效性.该方法综合考虑了摆线轮齿廓压力角与修形量之间的相互影响,解决了传统修形方法在计算、加工和主动设计等方面的技术难题,可以灵活控制修形量变化趋势,在保证啮合性能的同时,获得了更逼近理论摆线的设计齿廓.     

RV减速器摆线轮齿廓的逆向主动修形方法

齿廓修形设计是RV减速器摆线轮设计制造过程中的关键环节,但目前摆线轮齿廓修形设计未考虑其齿廓误差和运动精度对齿廓形状的影响关系,为此,提出一种综合考虑齿廓误差和传动误差影响的摆线轮齿廓逆向主动修正方法。通过对RV传动摆线针轮进行轮齿接触分析,以抛物线修形方法中的修形系数ac、常数项系数b、失配参考点处啮合相位φ0角作为齿廓修形变量,以传动误差最小为目标函数,建立齿廓逆向修形数学模型,最终求解得到满足RV传动精度要求的最佳齿廓。该方法综合考虑了摆线齿廓形状变化与啮合特性和传动精度之间的交互影响,同时,在保证啮合特性和运动精度情况下,可获得更加符合工程实际的摆线轮设计齿廓,保证了RV减速器摆线针轮副的装配工艺性,对RV传动性能预控、齿廓修形质量及运动精度改善提供理论和技术支撑。     

RV减速器摆线轮齿面展成磨削模型构建及影响因素分析

摆线轮齿面加工精度是影响RV减速器运动性能的关键因素,而根据齿面误差检测数据进行机床磨削参数的反调修正更是摆线轮制造过程的重要环节。通过摆线轮展成磨削原理分析,明确了砂轮与摆线轮之间的复杂运动关系,建立了摆线轮齿面展成磨削运动关系模型,并借助于齿轮啮合理论和空间坐标转换原理,推导了以机床磨削参数为变量的摆线轮理论齿面及法矢的数学表达,为检测后齿廓误差的反调修正提供理论依据。根据构建的摆线展成磨削模型,讨论了主要磨削参数对齿面误差的影响规律。最后,与采用摆线生成原理得到的摆线轮齿廓进行了对比验证,证明了该齿廓方程表达及其建立方法的正确性。它不仅可以为摆线轮加工误差检测提供必需的理论数据,而且对摆线轮机床磨削参数的反调修正以及摆线轮齿面精度改善具有重要的理论意义。     

摆线轮齿廓参数化设计及动力学仿真

在深入研究摆线针轮行星传动中摆线轮齿廓形成理论的基础上,采用C builder生成可独立运行的一齿差及二齿差摆线轮齿廓软件.用户在输入基本参数后,可得到通用摆线轮的几何参数、理论齿廓和修形齿廓,将生成的齿廓数据保存成数据文件,在三维建模软件中可利用这些数据建立其三维模型.运用UG建模功能以及机械系统动力学仿真分析(ADAMS)虚拟样机技术,对基于软件生成齿廓所形成的样机进行动力学仿真.验证软件在理论上的实用性,为后续的摆线轮设计研究奠定基础.     

RV-550E型减速器摆线轮齿廓修形多目标优化设计

为获得综合性能最优的摆线轮齿廓,提出了一种摆线轮齿廓修形多目标优化设计方法。介绍了摆线轮的齿廓方程和修形理论,进行了摆线轮齿面接触力理论计算,建立了综合考虑摆线轮啮合特性和齿面接触力的双目标优化模型,采用NSGA-Ⅱ算法进行多目标优化求解,并与单目标修形方法进行对比。研究结果表明,相比于摆线轮齿面接触力最小的优化方法,该方法与转角修形齿廓的拟合度提高了3. 99倍;相对于与转角修形齿廓拟合度最高的优化方法,该方法的齿面接触力减少了4. 98%,实现了摆线轮多目标综合最优,证明了该方法的可行性和优越性。     

补偿弹性变形的摆线轮齿廓修形方法

考虑弹性变形对摆线轮齿廓的影响,提出了一种补偿弹性变形的摆线轮齿廓修形方法。基于摆线轮齿廓修形理论,求出了摆线轮啮合点坐标,利用坐标变换原理,拟合得到产生弹性变形之后的摆线轮齿廓,进行了摆线轮齿面接触力理论计算,并建立了考虑弹性变形特性的摆线轮齿廓修形优化数学模型,采用遗传算法寻优求解,并与未考虑弹性变形的修形方法进行对比分析。研究结果表明:相比于未考虑弹性变形的修形方法,该方法实际工作齿廓与转角修形齿廓的拟合度提高了1. 52倍,齿面接触力减小了8. 27%,从而验证了该方法的合理性与可行性。     

摆线齿锥齿轮成形法大轮齿形误差修正算法的研究

针对奥利康(Oerlikon)制摆线齿锥齿轮成形法大轮齿形误差修正问题,使用矢量运算法建立了大轮齿面几何模型,对齿面进行离散化处理,计算了齿面各离散点的坐标及法矢;基于齿形误差修正原理,由实际齿面与理论齿面之间的齿形误差和反调参数敏感系数矩阵,建立了齿形误差修正方程组,使用吉洪诺夫(Tikhonov)正则化和L曲线优化算法求解线性方程组,得到机床调整参数的修正量;使用Fortran语言开发了齿面坐标计算及齿形误差反调修正软件。通过实验,验证了齿形误差反调修正算法的正确性,实验工件的齿形误差最大值由37.5μm减小到5.2μm。     

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。     

高精度RV减速器摆线轮修形理论研究

将二阶对数修形量沿法线方向叠加至RV减速器摆线轮的理论齿廓,推导出对数修形后的摆线轮齿廓方程。通过控制齿廓修形底数、齿廓修形系数,可达到控制齿廓曲线不同位置的修形量。提出的二阶对数齿廓修形方法与传统修形方法的不同点是:摆线轮主要参与啮合工作段齿廓更加逼近理论齿廓;二阶对数齿廓修形可使摆线针轮副重合度更大,传动误差曲线对称性更好,使摆线轮传动更加平稳。该修形方法具有优越性,为高精度RV减速器摆线轮的修形设计提供了新思路。