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。     

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。     

基于压力角的摆线齿廓修形方法

针对机器人RV减速器摆线轮,在等距修形方法的基础上,将修形量以线性和多项式方式变化,推导了修形后的摆线齿廓方程。基于压力角变化规律,通过控制齿根和齿顶的最大压力角和最大修形量,可以控制齿廓曲线修形区间不同位置的修形量。所提出的基于压力角的修形方法与传统修形方法最大的不同是:在摆线轮工作段,摆线轮齿廓为标准齿廓,非工作段与工作段是光滑连接的。在VB中编写了摆线齿廓的修形程序,对不同修形量和压力角时的修形区间和啮合力进行比较,结果表明,不同压力角所对应的工作区间是不同的,而基于压力角的分段修形方法下的啮合力分布更加均匀。     

摆线轮齿廓修形的优化设计

为改善摆线轮修形齿廓啮合质量,在分析现有修形理论的基础上,使用最优化理论,通过逼近转角修形齿廓法向变动量曲线,并利用MATLAB优化工具箱搜寻等距加移距最佳修形量.以BZZ系列全液压转向器的摆线啮合副参数为例,优化的结果在保证摆线啮合副适当齿廓法向侧隙同时,最大逼近共轭齿廓,明显增大啮合区间,增加了同时啮合齿数.为摆线针轮啮合副齿廓修形设计和制造提供了新的方法.     

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。     

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。     

摆线轮齿廓指数修形接触受力和传动精度研究

RV减速器因其精度高、效率高、体积小等优势,在机器人领域占主导地位。摆线轮作为RV减速器的关键部件,直接影响着RV减速器传动系统的各项性能。为了提高摆线针轮的啮合性能,将针齿半径构造为关于转角的指数函数进行修形,建立修形后的齿廓方程。结合算例,对比修形前后的摆线轮齿廓曲线和曲率半径,计算了修形后曲柄旋转0°～360°时摆线轮与针齿的接触压力和传动误差。指数函数修形在摆线轮工作段保持了理论齿廓曲线,克服了传统修形方法修形量偏大的问题,保证了啮合的平稳性,并提高了摆线轮的强度和传动的精度。     

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。     

考虑尺寸公差的摆线齿廓修形方法

针对摆线针轮机构精度高、回差小及传动平稳的特点,提出了一种摆线齿廓修形补偿零部件尺寸偏差,以空回误差最小为目标的摆线齿廓修形方法。分析零部件尺寸偏差对啮合间隙或过盈的影响,针对各尺寸公差引起的侧隙或干涉量设计修形方案,确定摆线齿廓修形方式和修形量。在此基础上,建立考虑摆线齿廓修形和零部件尺寸偏差的空回误差分析模型;通过仿真研究尺寸偏差对机构回差的影响规律,表明所设计的修形方案可实现机构回差最小的目的,验证了该方法的有效性。提出的修形方法为摆线齿廓修形提供了一种新的思路。     

一种摆线齿廓的分段修形方法

研究一种摆线齿廓的分段修形方法,将摆线轮划分为工作段齿廓与非工作段齿廓(齿顶与齿根),采用转角修形法建立了工作段齿廓的修形方程,提出确定工作段齿廓区域范围的一般方法;根据齿顶与齿根非工作段齿廓预留顶隙和根隙的润滑需求,以及工作段与非工作齿廓的光滑连接条件,采用样条函数构造出齿顶与齿根非工作段齿廓的修形方程。该种修形方法可使摆线轮工作段齿廓既能根据工况需求预留合理的润滑侧隙,又能保证与针齿严格满足共轭啮合条件,因而为各类摆线行星传动机构的齿廓修形提供一种全新的思路。最后,以一种减速机的摆线轮为例,采用分段修形的方法对摆线齿廓进行了数值仿真,从而验证该种修形方法的有效性。     

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。     

基于修形参数的摆线齿轮可靠性优化设计

在分析包含齿廓修形参数的摆线齿廓方程以及啮合齿廓之间接触应力的基础上,提出了一种新的基于修形参数的摆线齿轮可靠性优化设计方法,通过采用复合形法对Ｘ７－１／８７摆线齿轮进行了可靠性优化设计,证明本文的方法是实用而且是可行和有效的。     

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。     

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。     

RV传动压力角的影响因素及变化规律研究

根据摆线轮与针轮的相对运动关系,导出摆线轮齿廓方程及RV传动压力角的计算公式,运用Matlab编程,仿真分析偏心距、针齿分布圆半径、针齿半径等设计参数及等距修形量、移距修形量、转角修形量等修形参数对压力角的影响规律。结果表明：RV传动同时参与啮合的齿号、单齿啮合压力角及多齿啮合平均压力角均呈周期性变化;压力角随偏心距的增大而减小,随针齿分布圆半径的增大而增大,偏心距对压力角的影响程度大于针齿分布圆半径;针齿半径、等距修形量和移距修形量对压力角影响微小,转角修形量对压力角无影响。研究结果为RV传动的参数优化及传力性能改善提供了理论依据。     

基于差分进化法的摆线轮修形技术研究

为了提高摆线针轮的传动性能,以短幅外摆线内侧等距曲线为齿廓曲线的摆线轮为研究对象,以提高整机承载能力为目的,对摆线轮的齿廓进行优化修形。在不确定修正方式和修正量的情况下,制定优化目标,选择约束条件,运用MATLAB软件编程,在所选取的优化区间内,利用移距加等距组合修形曲线拟合逼近转角修形曲线的方法,得出最接近的共轭曲线的优化方式;利用差分进化法进行迭代,计算出最佳修形量;对优化后摆线轮的初始啮合间隙、变形量进行分析。研究表明,该优化方法可以较好地满足摆线针轮的修形要求。     

摆线针轮行星传动中摆线轮最佳修形量的分析与计算

通过对目前摆线针轮行星传动中摆线轮的修形方式进行了分析 ,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 ,推导出了摆线针轮最佳修形量的计算公式。根据最佳修形量研制的样机通过试验也证明了修形理论的正确性     

机器人RV减速机摆线轮成形磨削砂轮廓形修整

依据摆线轮齿廓形成原理及齿廓修形方式,建立修形摆线轮成形磨削的数学模型,推导出了成形砂轮轴截面坐标点的计算式。对砂轮加宽理论进行了研究,得到了砂轮加宽部分的廓形方程。依据等距曲线原则,求解出金刚轮修整砂轮时的运动轨迹。基于Matlab开发了成形砂轮修整软件,实现了“等距+移距”修形方式下的摆线轮成形磨削砂轮的修整仿真分析。