RV减速器有限元动态仿真与接触疲劳强度设计

为计算RV减速器摆线轮齿面接触疲劳强度,分析RV减速器摆线针轮传动的动态啮合受力过程和接触疲劳发生机理,应用有限元软件ANSYS建立摆线针轮传动有限元模型。在该模型中,自动建立了多点约束方程模拟轴承连接,并利用刚性梁单元以桁架的方式连接成行星架。通过有限元动态仿真,得到摆线轮齿面最大接触应力随曲柄轴转角变化的曲线,估算出摆线轮齿面接触疲劳寿命。结果表明,针对RV减速器摆线针轮传动的有限元建模方法具有可行性。由于摆线轮轮辐变形的影响,摆线轮齿面最大接触应力仿真计算结果与理论计算结果有一定差异,验证了模拟轴承的仿真误差,估算出的接触疲劳寿命接近于无限寿命。     

RV减速器摆线针轮啮合间隙影响因素的分析

啮合间隙是影响RV减速器摆线针轮传动精度的主要因素,为保证摆线针轮的传动性能,对RV减速器摆线针轮啮合间隙的影响因素进行了分析。通过对比不同修形方式下初始啮合间隙的MATLAB函数图像,得出初始间隙最小、最佳的修形方式。通过理论计算,分析各影响因素对RV减速器摆线针轮啮合间隙的影响程度,进而确定主要的影响因素。     

基于等价模型的RV减速器扭转刚度计算

机器人用高精度RV传动对扭转刚度有严格的要求,对于RV减速器,影响其传动刚度的主要因素为渐开线行星传动以及摆线针轮传动,分别采用石川法、修正后的弹塑性力学方法对渐开线啮合刚度以及针摆啮合刚度进行计算,同时考虑了输入轴扭转刚度、转臂轴承扭转刚度以及曲柄轴与行星架之间支撑刚度,建立了RV减速器的等效扭转刚度模型。由于摆线轮与针轮之间的啮合刚度具有时变性,得到了修正后的等效扭转刚度数学模型,以RV-40E为例得到了其等效扭转刚度计算方法及结果,为后续求解RV传动系统动力学计算模型提供了理论基础。     

基于ADAMS仿真的机器人用高精度RV减速器轮齿间隙研究

为了保证机器人用高精度RV减速器的运动精度、扭转刚度、传动效率、总体回差和承载能力等要求,分析了摆线轮各齿的接触变形关系,计算了摆线轮齿与针齿的啮合力,进而获得了摆线轮与针轮的同时啮合齿数.采用UG软件建立了RV-40E型减速器模型,并进行ADAMS动力学仿真,探求了含有初始间隙的RV减速器传动时的啮合齿数,为提高减速器整体的传动稳定性、承载能力、扭转刚度等性能提供了理论基础.     

RV减速器针摆传动啮合特性分析

在分析RV减速器的传动原理和结构特点的基础上,从系统角度出发,考虑RV减速器两级传动系统耦合变形、摆线轮轮辐结构以及轴承刚度,建立了RV减速器啮合特性分析模型。对RV减速器针摆传动啮合特性进行了仿真分析,具体讨论了摆线轮轮缘厚度、修形量以及载荷大小对啮合特性的影响规律。同时根据所建立的分析模型对RV减速器的扭转刚度进行了分析。最后通过对RV减速器进行了针齿壳齿根压应力实验测试以及扭转刚度实验测试,验证了仿真分析的正确性。     

啮合状态下精密RV减速器摆线轮模态振动特性分析

精密RV减速器中摆线轮与针齿壳的啮合传动状态直接决定了整个减速器整机的传动性能,而核心零件摆线轮的模态振动特性对整机动态特性具有重要影响.在建立RV减速器三维模型的基础上,采用有限元法分别分析了摆线轮在自由、轴承约束以及啮合工作三种状态下的模态特性,得到了摆线轮在三种约束状态下的频率分布和振型特性.分析结果表明:在轴承约束和针齿壳约束共同作用的啮合工作状态下,摆线轮模态特性更符合实际工作状态,其固有频率显著提升,且各阶振型也发生了相应变化.该项研究为RV减速器系统的动态特性和啮合特性分析提供了有益参考.     

RV减速器两级传动特性耦合分析

针对RV减速器的传动结构特点,应用Pro/E参数化建模技术,建立了RV减速器的三维实体模型,并以RV-40E为例,采用ADAMS软件对一级传动和二级传动进行运动学与动力学耦合仿真,分析了一级传动和二级传动的动力学特性对RV减速器传动特性的影响,并对其进行整机动力学分析。结果表明:一二两级传动对曲柄轴转速波动均有影响;二级传动导致输出轴转速波动的幅度远大于一级传动;针齿与摆线轮之间的啮合力因曲柄轴自转(摆线轮公转)而呈周期性波动,啮合力幅值随摆线轮修形量的增加而增大;曲拐轴承转动副受力巨大,易导致轴承损坏。研究结果对RV减速器的产品化设计具有重要的参考价值。     

摆线针轮传动的啮合区间计算方法研究

针对摆线针轮传动齿廓修形量优化过程中无合适约束条件、逆向工程难以确定摆线轮齿廓修形量以及对摆线针轮传动特性研究时其啮合区间无法获取等问题，开展了摆线轮啮合区间确定方法的研究。首先，对刚度进行分析，确定了影响刚度的主要部件。然后，通过关键部件处的接触刚度分析，分别建立了滚针轴承、圆锥滚子轴承以及摆线轮啮合点扭转刚度模型。在此基础上，推导出以滚针轴承、圆锥滚子轴承以及整机扭转角度为变量的摆线轮扭转刚度方程。最后，依据啮合点连续性原理，计算出所有满足啮合点扭转刚度之和近似等于摆线轮扭转刚度的啮合区间，并依据摆线轮初始啮合点不随负载增加而改变的原理，最终实现对不同负载下可行啮合区间的筛选。该方法分析结果与实际情况基本吻合，并且无须对减速器进行拆解，可以为摆线针轮传动设计和优化提供必要的参考数据。     

齿廓偏差影响下的RV减速器摆线针轮啮合间隙计算

摆线针轮啮合间隙对RV减速器的啮合传动性能及运动精度影响很大,因此,啮合间隙的准确计算是摆线针轮接触特性研究中很重要的内容。目前,国内对啮合间隙的计算大多是以理论设计齿廓为基础,未考虑摆线轮在修形设计加工过程中的齿廓偏差,所以,计算得到的理论啮合间隙与实际啮合间隙不一致。为此,综合考虑齿廓偏差的影响,提出一种摆线针轮啮合间隙的新计算方法,从工程和数学的角度获得了轮齿啮合的真实间隙。通过将摆线轮的齿廓偏差在理论齿廓上进行有效叠加,基于非均匀有理B样条重构得到高度逼近实际加工齿面的数字化齿面;根据建立的摆线针轮传动接触分析模型,运用微分几何原理计算针齿中心至摆线轮齿廓的最小距离,得到齿廓偏差影响下的准确啮合间隙值,为RV减速器摆线针轮副的传动性能研究及齿廓修形设计提供了新的思路。     

精密RV减速器中针齿壳模态振动特性研究

精密RV减速器中摆线轮与针齿壳的啮合传动状态直接决定了整个减速器整机的传动性能,而核心零件针齿壳的模态振动特性对整机动态特性具有重要影响.在建立RV减速器三维模型的基础上,采用有限元法分别分析了针齿壳在自由、轴承约束以及啮合工作三种状态下的模态特性,得到了针齿壳在三种约束状态下的频率分布和振型特性.分析结果表明:在轴承...     

RV减速器中针摆传动等效扭转啮合刚度分析

针对RV减速器中的针摆传动,建立了一种考虑摆线轮齿廓曲率半径变化的等效扭转啮合刚度计算模型,分析了输入力矩的变化对针摆传动等效扭转啮合刚度的影响。基于Hertz公式,推导了RV减速器中摆线轮与单个针齿啮合刚度随啮合点位置变化的函数关系式,利用摆线针轮传动模型计算实际参与啮合的齿数,进而建立针摆传动等效扭转啮合刚度模型。通过MATLAB软件对模型进行数值仿真,分析了3种不同输入力矩条件下等效扭转刚度曲线的变化规律,分析结果对RV减速器动力学模型研究有一定的理论和工程价值。     

RV减速器摆线针轮传动的精确啮合间隙计算

RV减速器摆线针轮副的啮合间隙大小是影响其传动性能的关键因素,目前国内的研究多采用公式法来计算摆线针轮的初始啮合间隙,未考虑传动过程中节点位置的变化,导致理论结果与实际啮合间隙存在差异。提出将实际齿廓公法线方向的齿廓间距离作为精确啮合间隙,通过对传统初始啮合间隙计算方法的深入分析,建立摆线针轮齿面接触模型,计算出任意转角下精确啮合间隙的大小,为RV减速器摆线针轮副啮合间隙的计算和分析提供理论基础。     

RV减速器摆线轮齿廓多目标修形的优化与研究

在RV减速器的修形过程中，存在难以保证RV减速器承载能力和传动精度能够综合提升的问题，且以往关于修形的研究大多数都是单目标修形，为此，提出了一种以RV减速器承载能力和回差为目标的优化方法，并使用RV减速器综合性能检测台对修形后的RV减速器进行了回差动态实验。首先，考虑了摆线轮修形后的齿廓方程以及修形所需要RV减速器的具体参数，并对标准摆线轮产生的接触力进行了分析；然后，确定了摆线轮和针齿最大接触力的位置，得出了摆线轮齿作用力的计算方法；比较了摆线轮与针齿之间的初始啮合间隙以及摆线轮与针轮变形量的大小，对同时啮合的齿数进行了判断，采用MATLAB迭代计算的办法，计算了准确的最大接触力，并使用赫兹公式算出了最大接触力；最后，分析了不同的修形方式对回差的影响，并建立了多目标优化模型，采用改进后的NSGA-Ⅱ算法gamultiobj遗传算法进行了寻优，求解得到了最小适应度下的较优修形量；为验证该修形方法的准确性，使用RV减速器综合性能检测台对修形后的RV减速器进行了回差动态实验。研究结果表明：经过优化后摆线轮齿间最大接触应力相较于等距修形和移距修形分别降低了11%和13%,优化后的回差为0.0...     

精密RV减速器受力分析

机器人RV减速器中摆线轮,轴承是RV减速器的重要零部件,其受力大小有较大影响。以RV-80E减速器为研究对象,对摆线轮与摆线轮支撑轴承,进行受力分析计算,并使用UG软件进行运动仿真,验证其受力准确性。得出轴承受力与曲柄轴角度,摆线轮针齿受力变化曲线,为相关研究RV减速器零件的优化分析和应用提供了数据支持。     

RV减速器行星封闭差动运动分析

通过行星传动机构实例计算,分析了行星差动机构与行星封闭差动机构的区别;分析了RV减速器由一齿差摆线针轮减速器的演化过程,提出了一齿差内啮合传动中曲柄轴为负1齿太阳轮的概念并进行传动比等效计算;等效出RV减速器的功率流简图,得出各支路传动功率分配比公式,揭示了RV减速器的行星封闭差动运动实质。对RV减速器的正向设计具有指导意义。     

基于ANSYS软件的RV减速器有限元分析

为了研究RV减速器在额定载荷作用下的应力和变形情况,应用ANSYS软件对RV-40E型减速器的主要传动机构——摆线针轮机构和偏心轴机构进行分析。分析结果表明,在额定载荷作用下,摆线针轮机构与偏心轴机构的最大接触应力和最大等效应力均小于所用材料的强度极限。由于受力导致相配合的零件间产生间隙,会降低RV减速器的传动精度,因此在设计、制造RV减速器时需重点关注弹性变形对传动精度的影响。偏心轴的扭转变形较大,刚度较低,对RV减速器的传动精度影响较大,因此在设计、制造RV减速器时需选择合理的材料和工艺,提高偏心轴刚度,进而提高RV减速器的传动精度。     

机器人RV减速器摆线针轮传动轮齿接触分析

以机器人RV减速器中第二级摆线针轮传动为研究对象,通过分析摆线针轮传动的运动关系,构建了摆线针轮传动的轮齿接触分析模型,基于齿轮啮合原理和轮齿连续接触条件,建立轮齿接触分析方程组,阐述了轮齿接触分析计算过程中初始参考点求解的难点问题,求解出传统修形方式下摆线针轮传动的瞬时啮合状态、啮合区域,并得到了传动误差曲线和回程误差曲线,为承载下摆线针轮传动的轮齿啮合特性分析提供了理论基础。     

新型双摆线滚子行星传动的研究

[前言]双摆线滚子行星传动的典型结构如图2(A)的正视简图所示。具有短幅外摆线等距曲线轮廓(即外齿齿廓)的内圈通过滚动轴承坐在与输入轴固连在一起的偏心轴上,当输入轴转动时,内圈作行星运动,相当于摆线针轮减速器中的摆线轮。安装着N个滚子的滚子保持架也随着内圈的行星运动作行星运动,相当于摆线针轮减速器中的针轮和针轮架,但滚子保持架不象针轮架那样做定轴轮,而是行星轮。具有短幅内摆线等距曲线轮廓(即内齿齿廓)的外圈,作为定轴轮。这样各个滚子即作为内齿齿廓与内圈外齿廓相啮合传动又作为外齿齿廓与外圈内齿廓相啮合传动,在以后啮合原理的证明中我     

RV减速器摆线针轮传动部分啮合特性仿真分析

摆线针轮传动部分是RV减速器的关键结构,摆线针轮传动综合啮合刚度的确定是进一步研究RV减速器动态特性的基础。基于Hertz接触理论推导了摆线针轮传动单齿对的等效接触刚度公式,确立了单齿对接触刚度的求解参数,建立了含有以同时参与啮合针齿数为叠加参数的摆线针轮综合刚度模型,为确定同时参与啮合的针齿齿数,在计及摆线轮修形、针轮中心圆直径误差并将摆线轮进行柔性处理的情况下,基于ADAMS对某型RV减速器整机进行了动态仿真;仿真结果直观显示了同时参与啮合的针齿数以及针齿受力受负载的影响效果。     

一种新型摆线针轮减速器的模态特性研究

新型摆线滚针减振减速器是以传统摆线针轮减速器为基础,在传统偏心轴承和摆线轮之间加入了一种柔性衬垫结构,以减小冲击与吸收振动,降低噪声,保证传动平稳,提高整个设备的性能和寿命。通过对减速器的精确建模和有限元模态分析,得到传统摆线针轮行星减速器、5种不同硬度的柔性材料对应的新型摆线针轮行星减速器的1～10阶固有频率及模态振型规律。根据变化规律选择新型摆线针轮行星减速器的柔性材料,然后将新型减速器、传统减速器的固有频率分别与啮合频率比较,发现新型减速器的固有频率与啮合频率的差值更大,因此,新型摆线滚针减振减速器能够更好地避免共振。