基于多因素作用的修形摆线针轮传动机构接触分析

摆线针轮传动机构是RV减速器最为关键的部分,摆线轮和针轮接触的静态和动态分析是研究摆线针轮传动的基础。基于赫兹接触理论和摆线针轮啮合原理,针对摆线全齿接触的特点,研究了摆线针轮静态和动态情况下的啮合特点及规律。在考虑针齿半径误差和针齿安装误差的情况下,应用正交试验的方法研究相同初始间隙下不同修形参数对摆线针轮啮合接触特征的影响,得出接触状态下角传动误差和最大接触载荷的发展规律。结果表明：针齿的半径误差和位置误差对于同等初始间隙下的角传动误差为非关键影响因素;在同等初始间隙下,当存在针齿半径和位置误差时,对接触载荷影响程度依次是：针齿半径误差>针齿径向误差>针齿角度误差。     

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。     

考虑针齿位置和半径综合随机误差的摆线针轮啮合力计算方法

摆线针轮行星传动是目前工业中常用的一种传动方式。实际加工和装配摆线轮与针轮时,各针齿的位置和半径难以精确为理论值,而是在加工误差范围内波动的随机变量,这会对摆线针轮的实际啮合情况有所影响。啮合力影响着摆线针轮传动的传动精度和平稳性,进而影响传动误差。推导了一种基于赫兹公式来计算摆线针轮传动啮合力的方法,提出在摆线轮与针齿啮合时存在针齿位置和半径的综合随机误差,推导了考虑这种综合随机误差的相对转角计算公式,并进一步结合算例进行了考虑随机误差的啮合力计算,分析了啮合力的变化对传动误差的影响。计算模型对机器人高精密减速器传动精度设计具有借鉴意义。     

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。     

考虑齿形误差的RV减速器摆线针轮副传动误差分析

在摆线轮加工过程中,由于受到机床精度、刀具精度、工装夹具精度及轮坯精度等因素的影响,不可避免地会产生齿形误差。为了评估齿形误差对摆线针轮副传动精度的影响,基于实测的摆线轮齿形误差计算出实际齿面坐标点数据。采用非均匀有理B样条(NURBS)曲线对实测齿面数据进行曲线拟合,得到含齿形误差的摆线轮数字化齿廓。依据齿轮啮合原理对摆线轮数字化齿面进行齿面接触分析,获得了考虑齿形误差的摆线针轮副传动误差曲线。仿真结果表明,齿形误差会改变摆线轮传动误差曲线的形状和幅值。     

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。     

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.     

基于能量法的摆线针轮传动啮合刚度理论研究

基于能量法和局部接触变形的Hertz接触模型,考虑了摆线轮齿弯曲、剪切、受压变形以及针齿的弯曲、剪切变形,提出了摆线针轮齿轮副啮合刚度计算模型。计算了载荷作用下的摆线针轮扭转变形,给出了啮合点位置的啮合刚度和单齿等效扭转刚度计算公式。基于所提出的计算模型,分析了齿形参数偏心距、针齿分布圆半径、针齿半径及针齿数对啮合刚度以及单齿等效扭转刚度的影响。该计算模型可用于摆线针轮传动的受力分析以及动力学特性分析,具有一定的参考价值。     

摆线传动接触载荷与效率的关联模式及试验验证

为揭示摆线针轮传动的接触载荷与效率的关联模式,基于牛顿法和弹性接触理论提出了一种可实现摆线针轮多齿啮合点精确定位、接触载荷分布确定和传动效率计算的理论分析方法.该方法建立了摆线轮刚体动力学方程,并将传动效率表达为摆线轮所受合外力的函数;通过摆线轮齿廓离散点与针齿圆、输出销/孔的相对几何关系与接触条件来确定摆线轮接触载荷...     

关于修正摆线轮啮合初始间隙分布规律的探讨

为了补偿制造误差、便于拆装和保证良好的润滑,通常修正摆线轮齿形和标准针轮相啮合,以保证啮合间隙。对于多齿啮合的摆线针轮传动而言,啮合间隙分布规律对受力分布产生直接影响,所以研究初始间隙分布规律具有重要意义。本文对进行等距修正、移距修正及等距加移距修正的摆线轮同标准针轮相啮合时的初始间隙分布规律进行了探讨。     

误差因素对摆线针轮传动齿面载荷的影响研究

利用质量弹簧等价模型方法计算了理想结构下摆线针轮传动的齿面载荷分布。经验证与理论计算方法得到的结果基本吻合,并在此基础上分别探讨了多种加工误差、等距修形引起的间隙等对摆线针轮传动中齿面载荷分布的影响,进而分析了多种加工误差和间隙同时存在时对摆线轮齿面载荷的综合影响关系。提出了一种通过控制偏心轮偏心误差的相位和相关误差量的大小来改善摆线轮齿面载荷分布的方法。     

大速比复合少齿差齿轮传动啮合特性分析

在分析大速比复合少齿差齿轮传动装置的传动原理和结构特点的基础上，从系统角度出发，考虑该传动装置的三级传动系统耦合变形、摆线轮、输出盘、行星架及各级箱体的具体结构，建立了大速比复合少齿差齿轮传动整机有限元啮合特性分析模型。对该传动装置中的摆线针齿啮合特性、各关键零部件受力和整机传动误差进行仿真分析，讨论了摆线针轮多齿啮合的动态过程。结果表明，减速器运转过程中，各零部件应力波动幅度较小，且均远低于其材料屈服极限；两片摆线轮总是一刚一柔同时承载，刚性区轮齿为主要承载区，柔性区轮齿受力较小，两片摆线轮啮合轮齿数量总和在9～11之间波动；传动误差曲线平稳，呈现周期性，无明显长波，整机传动误差峰峰值为46.719 5″。该研究结果为大速比复合少齿差传动装置的动态特性和啮合特性参数优化设计提供了理论依据。     

计及摩擦的摆线轮齿与针齿的分形接触模型

为综合体现摆线轮齿与针齿的宏观特征和微观特征对接触特性的影响,应用Weierstrass-Mandelbrot函数和矢量函数构建了摆线轮齿与针齿的表面形貌模型,应用MATLAB绘制了各向同性的粗糙针齿以及单个摆线轮齿的二维截面图,提出了摆线轮齿与针齿的接触比例系数,该接触比例系数始终小于1,且随啮合点的变化而变化,针齿与摆线轮齿的内凹部分接触时的接触比例系数远大于针齿与摆线轮齿外凸部分接触时的值。计及摩擦因素的影响,构建了单对摆线轮齿与针齿的分形接触模型,分析了摩擦因子、结合面的微观特征和宏观特征对接触特性的影响。研究结果表明,相同载荷下,接触面积随摩擦因子的增大而增大,随结合面粗糙度的增大先增大后减小,随针齿半径的增大而减小,随中心距的增大而减小,随针轮中心圆半径的增大而增大,随针轮齿数的增加而减小。     

摆线针轮行星传动机构啮合特性分析

以摆线针轮行星传动机构为对象,采用反转法建立了摆线齿廓方程,推导出针齿与摆线轮齿廓间压力角的计算公式,分析了几何参数对压力角的影响规律。在此基础上,针对该机构多齿啮合的结构特点,分析了摆线轮与单齿、多齿啮合时压力角随曲柄轴转角的变化规律,探讨了摆线轮与单齿、多齿理想啮合,以及考虑几何误差和构件弹性时机构压力角的计算方法。算例结果表明:考虑针齿实际啮合状态时计算压力角能够较精确地揭示机构的传力特性。该种计算方法可为摆线针轮行星传动机构的静力学分析及强度设计提供借鉴。     

摆线轮孔型结构对摆线轮振动特性影响分析

摆线轮是RV减速器中的核心部件,摆线轮的孔型结构对RV减速器的传动平稳度有较大影响。针对摆线针轮传动系统进行啮合接触分析,得到摆线轮在实际啮合过程的实际啮合齿对数,计算出各齿对啮合转角及综合啮合刚度。在有限元软件中,以摆线针轮综合啮合刚度为弹性约束,对摆线轮进行了动态响应分析,摆线轮在扇形减重孔处振动最大,易发生变形。针对摆线轮不同扇形孔结构,采用三因素四水平的正交试验进行了动力学仿真,结果表明,随着摆线轮转速提升,扇形孔的上底圆半径始终是影响摆线轮振动的最主要因素,而倒圆半径的影响力逐渐增强,两腰夹角的影响力逐渐减弱,为摆线轮的结构设计提供了依据。     

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、轮齿弯曲与接触变形因素的影响,较之现有的一些方法,本方法简单可靠,便于应用。     

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。     

双圆盘变截面摆线传动啮合原理

利用变截面摆线行星啮合副实现无侧隙啮合的新型双圆盘摆线轮行星传动装置。根据微分几何和齿轮啮合原理,采用运动学法建立了平行轴内啮合行星传动的齿廓啮合方程,给出了已知内齿轮齿廓条件下与之共轭的行星轮齿廓方程的一般表达式。论证了变截面摆线行星传动针齿齿廓半径沿轴向变化时所对应的系列短幅摆线互为等距线。针对变截面摆线传动,给出了针齿半径沿轴向线性变化的锥形摆线轮和非线性变化的鼓形行星轮的设计实例。     

2K-V型行星传动中摆线针轮啮合的传动精度研究

根据2K-V型传动中摆线轮与针轮的啮合关系,建立了实际齿廓的啮合误差与传动精度关系的计算式,并提出了综合啮合误差这一量化误差集合来评判传动误差,使得加工公差与传动精度有一个定量的关系,从而为研制开发高精度摆线齿2K-V型传动的加工制造提供了依据。结合实例的计算分析和试验测试,验证了所建立的啮合误差与传动精度关系和所作计算的正确性。