摆线针轮啮合副齿形修正的初步探讨

本文从国内生产全液压转向器和摆线马达的实际需要出发,根据摆线针轮啮合副的啮合原理和范成法磨削摆线轮齿廓的加工原理,初步探讨了摆线针轮啮合副的齿形修正问题;推导了修正齿廓法向变动量计算式和摆线轮修正齿廓参数方程;提出一种测定实际摆线针轮啮合副齿形修正量的方法。为摆线针轮啮合副齿形设计、齿形测量、分组装配和理论径向间隙的计算等提供了必要的理论基础。     

摆线针轮啮合副齿形相对修正量最佳值的搜寻

本文从国内各厂家生产的全液压转向器和摆线马达的实际需要出发,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,以等距修正量、移距修正量为设计变量,推导并验证了摆线副的可装配性条件、搜寻到了摆线副在最佳啮合间隙时的摆线副齿形最佳相对修正量、并对摆线轮进行了有限元分析,采用SAP—5程序计算出了摆线轮轮齿的弹性变形量并将其编入优化电算程序。为摆线副的生产、装配提供了必要的理论基础,为摆线副特征尺寸的公差的制定提供了重要的依据。     

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。     

摆线针轮啮合副的可装配性条件及其验证

本文在文献[1]、[2]的基础上,通过理论分析、数学推导,得到摆线针轮啮合副的可装配性条件式、又通过对现有产品摆线针轮啮合副的精密测量对该式进行了验证(摆线针轮啮合副的可装配性条件式).这一可装配性条件式为摆线针轮啮合副的选配、测量以及质量评定提供了理论依据.     

摆线针轮啮合副基本齿形参数的优化设计

本文在文献〔1～4〕的基础上,进一步讨论了液压无系杆行星式摆线针轮啮合副基本齿形参数的优化设计,并编制了通用的优化设计软件,为次摆线液压元件的CAD系统开发作了必要的准备。     

RV减速器摆线针轮齿形参数对啮合刚度的影响

为研究摆线针轮齿形参数对啮合刚度的影响,基于Hertz理论构建了摆线针轮传动副的啮合刚度模型,对此模型进行理论计算与啮合仿真分析,从而得到啮合刚度随时间变化的曲线,明确此方法的正确性.并结合提出的可行方法以及改变摆线针轮的重要参数,利用Workbench瞬态动力学分析模块仿真后导入到Matlab软件中,得到针齿半径等重...     

RV针摆传动齿面接触强度非线性分析

考虑摆线轮修形量、轮齿接触变形、针齿销弯曲变形的影响,利用赫兹理论计算了针齿与摆线轮不同啮合齿间的接触应力;基于摆线针轮行星传动的啮合原理,采用有限元法精确建立了RV第二级针摆啮合传动的有限元模型,根据针齿固定摆线轮输出的实际工况,对针齿壳外圈节点进行了全约束,采用刚性梁模拟行星架输出机构,使用刚性单元模拟偏心轴曲柄,采用铰链链接技术模拟曲柄相对摆线轮轴承孔的转动,对轴承孔的约束模拟轴承的实际工作情况,在输出机构质心点施加转矩载荷,进而进行摆线针轮啮合接触非线性分析,得到摆线轮的应力、应变云图.理论计算和有限元分析结果进行对比分析,为摆线轮的优化设计提供理论基础和有效的数值模拟方法.     

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.     

摆线针轮啮合副的受力分析

本文通过理论分析和光弹性试验研究,探讨了液压无系杆行星式摆线针轮啮合副的受力问题。为摆线式全液压转向器、摆线马达的性能分析和设计计算,提供了必要的依据。     

RV减速器摆线针轮传动脂润滑弹流分析

根据RV减速器摆线针轮的几何学和运动学理论,分析了摆线针轮传动在不同啮合位置的当量曲率半径、卷吸速度和单位长度载荷的变化规律;基于润滑脂的Ostwald模型建立线接触脂润滑弹流分析模型,分析了载荷、卷吸速度以及流变指数对脂膜厚和压力分布的影响;并对摆线针轮在不同啮合位置进行脂润滑数值分析,获得了啮合离散点的脂膜形状和压力分布,进而通过计算膜厚比得出针齿从摆线轮齿根到齿顶啮合过程中的瞬时润滑状态,确定了摆线轮的润滑不良区域。结果表明：脂润滑的膜厚、压力分布特征及其随载荷和卷吸速度的变化规律与油润滑的特征规律相似,但从定量角度看,相同条件下油润滑的膜厚要高于脂润滑膜厚;在RV减速器摆线针轮传动中,随着针齿从齿根到齿顶的啮合,当量曲率半径快速降低后变化缓慢,卷吸速度先降低后缓慢增大,单位长度载荷快速增大后缓慢降低;当量曲率半径、卷吸速度和单位长度载荷的变化也使得不同啮合点的润滑性能随之变化,针齿在摆线轮齿根部位啮合时脂膜厚较大,从摆线轮齿根到齿顶润滑性能逐渐由好变差,摆线轮齿顶部位为润滑不良区域;润滑脂膜厚随着流变指数的增大而增大,通过增大润滑脂的流变指数,可以有效改善摆线针轮传动的润滑状态...     

摆线针轮行星传动轮齿啮合力分析的新方法

提出了一种分析摆线针轮行星传动中针齿与摆线轮齿间啮合力的新方法。该法综合考虑了摆线轮齿形修正,轮齿弯曲与接变形因素的影响,较之现有的一些方法,本文方法简单可靠、使于应用。     

摆线针轮啮合副性能参数的计算

为实现次摆线液压元件计算机辅助设计,本文通过理论分析和必要的试验研究,建立了一套全面描述液压无系杆行星式摆线针轮啮合副性能参数的数学表达式.     

机器人用RV减速器多齿啮合特性研究

针对摆线针轮多齿啮合时的接触力对于RV减速器传动精度和疲劳寿命的影响问题,本文研究了RV减速器摆线针轮多齿啮合的动态过程,建立了RV减速器动力学仿真模型。通过仿真计算得到了各摆线针齿啮合点处的法向接触力、摩擦力和接触应力,并与理论公式计算结果进行了对比。最后对RV减速器样机的传动性能进行了测试,确定了摆线针轮传动是引起RV减速器传动误差的主要原因。由RV减速器分段传动误差的标准差分量可以间接地判断摆线针齿不同啮合位置的匹配性,从而经过针对性的齿廓修形进一步提高RV减速器的传动精度。     

新型摆线传动的共轭啮合机理

分析了新型平动、滚动转换装置摆线机构的啮合机理,用等距曲线和摆线方程导出齿条廓线方程,研究了该机构的啮合特性,分析传动比和瞬心线后证明摆线齿条和滚柱的啮合符合齿形啮合基本定理,属于共轭啮合,发现滚轮齿条机构可实现双向零间隙传动,同齿轮齿条机构相比,传动距离更大,传动精度更高.     

新型摆线传动的共轭啮合机理

分析了新型平动、滚动转换装置摆线机构的啮合机理，用等距曲线和摆线方程导出齿条廓线方程，研究了该机构的啮合特性，分析传动比和瞬心线后证明摆线齿条和滚柱的啮合符合齿形啮合基本定理，属于共轭啮合，发现滚轮齿条机构可实现双向零间隙传动，同齿轮齿条机构相比，传动距离更大，传动精度更高。     

摆线齿形误差检测分析

摆线齿轮是摆线针轮行星传动的关键零件,针对国内生产现状,提出了三坐标测量机和工具显微镜进行摆线轮误差的测量,两者均可反映整个台廓的齿形误差,对提高摆线轮的加工精度提供了理论保障。     

分形理论模型的摆线针轮的接触刚度研究

为了准确计算摆线针轮分形面的接触刚度,提出了一种考虑摩擦系数的分形模型。采用修正后的Weierstrass-Mandelbrot函数和微分几何建立了一种二阶抛物线法修形的摆线轮齿与针齿的二维粗糙表面的几何模型,该模型体现了在宏观和微观视野中以独特地形式表达摆线轮齿完全共轭齿廓与针齿的形貌特征;在啮合载荷作用下摆线针轮处于弹性变形阶段,引入了摩擦因子,计算微观层面中的两个粗糙接触面的接触刚度。计算实例结果表明: 摆线针轮分形面的接触刚度Kn随着轮廓上的啮合力F的增大而先保持平稳,再快速增长,最后向下倾斜状态。其中,表面粗糙度Ra增加和摩擦因子u增大,导致接触刚度Kn减小;修形系数a1的增加会放缓接触刚度Kn的增加。以LTCA模型建立的赫兹接触刚度相比,验证了摆线针轮分形模型的正确性,体现了接触刚度Kn求解时,从静态转化为动态过程,单一性转化为连续性的优势。     

复合摆线少齿差行星传动的齿廓几何特性与啮合特性变化规律

针对摆线针轮少齿差行星传动的摆线针轮啮合角大、转臂轴承可靠性低与针齿均布位置精度要求高等问题,作者利用几何可控性较强的复合摆线构建少齿差行星内齿齿廓,提出一种新型高性能复合摆线内齿型少齿差行星齿轮副：基于传统摆线行星传动几何原理,提出复合摆线内齿齿廓曲线的几何设计方法,分析齿形调控参数c₂对复合摆线内齿齿廓曲线几何形状与曲率变化的影响规律;基于齿轮啮合运动学共轭原理,建立复合摆线内齿齿廓方程、齿轮副共轭传动啮合方程、少齿差行星共轭齿廓方程与啮合线方程;利用参量转化法分析复合摆线内齿齿廓的啮合界限特性;根据共轭齿廓出现奇异点的几何原理,推导其不发生根切的判定方程;研究该新型齿轮副的啮合线、重合度、压力角、诱导法曲率与滑动率等啮合特性及其变化规律,提出诱导法曲率与滑动率的啮合区间敏感性分析方法。研究结果表明：复合摆线内齿齿廓存在啮合界限点,啮合界限特性与根切判定方程分别为新型齿轮副内齿齿根过渡曲线设计、共轭齿廓无根切设计提供了有效的理论方法;啮合线与重合度的分析表明该新型齿轮副具有多齿啮合特性;当新型齿轮副的齿数、偏心距、齿高和内齿分布圆半径确定后,c₂是唯一影响压力角、诱导法曲率与滑动率的齿轮参数,行星轮压力角的最小值与平均值随c₂减少而降低,在一个啮合周期内,c₂对诱导法曲率与滑动率的影响存在着不敏感与敏感区间,可忽略c₂对不敏感啮合区间诱导法曲率和滑动率的影响,敏感区间的诱导法曲率平均值、滑动率幅值与平均值均随着c₂减少而降低。相对于同参数的传统摆线行星传动,新型齿轮副在压力角、诱导法曲率与滑动率等啮合特性方面具有传动优势,相应地,反应出其较好的多齿啮合特性、传力特性、润滑与承载特性及抗磨损特性,具有一定的工程应用价值。     

RV减速器摆线针轮传动机构的润滑特性

将摆线针轮齿齿廓进行离散,结合摆线针轮传动机构运动学分析和轮齿接触分析的结果,应用网格渐进加密法(PMD)对摆线针轮传动过程中不同啮合点的润滑特性进行了研究.分析了设计参数和工艺参数对润滑特性的影响,获得了在不同接触点的弹流润滑特性和混合润滑特性,对比了各啮合点处的膜厚比、接触载荷比、最大接触压力、接触变形后的平均膜厚...     

摆线齿轮滚刀的齿形设计

摆线齿轮齿形是变幅外摆线的等距线，加工摆线齿轮的滚刀齿形更为复杂，提出用齿轮啮合原理的向量矩阵法求加工摆线齿轮的滚刀的齿形，并分析滚刀加工齿轮时的啮合界限点。