考虑摆线轮齿廓修形的RV减速器齿轮结构多目标优化设计

针对RV减速器结构设计过程中未考虑摆线轮齿廓修形对接触力变化的影响,提出了一种考虑摆线轮齿廓修形的RV减速器结构多目标优化设计方法。将齿廓修形理论与摆线轮接触应力计算结合起来,考虑体积、效率、接触应力等因素,建立了以体积小、效率高、摆线轮接触应力小为多目标函数的优化数学模型,采用NSGA-Ⅱ算法进行求解,并与单目标优化方法进行比较。研究结果表明:相比于原始设计,RV减速器体积减小了21. 24%,效率提高了2. 03%,摆线轮接触应力降低了20. 26%,同时,多目标优化方法相较于单目标优化方法具有更高的综合性能。     

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.     

一种RV减速器摆线轮齿廓修形方法

针对常用组合修形方法无法同时满足高精度摆线轮高承载、低回差要求的问题,提出一种偏心距组合修形方法。在运用三坐标测量仪对RV-40E型减速器摆线轮进行精密测量的基础上,基于最小二乘法对测量所得的摆线轮齿形坐标参数进行圆弧拟合,并得到了相应的摆线轮齿形方程。然后,以所得齿形方程曲线为目标齿廓曲线,运用Matlab对"偏心距+等距+移距"、"等距+移距"、"等距+移距+转角"3种组合修形方式的所形成的摆线轮的齿形进行优化。优化结果表明,相较于"转角+等距+移距"和"等距+移距"组合修形,"偏心距+等距+移距"组合修形所得的曲线与目标齿廓曲线的偏差更小,说明了"偏心距+等距+移距"组合修形方式具有一定的可行性。     

RV减速器摆线轮齿廓修形方法对比研究

摆线轮作为RV减速器的核心精密关键零件,其运行状况决定了减速器的传动精度、效率、疲劳寿命、可靠性等重要性能指标。如何确定摆线轮的最优齿廓修形参数是提高减速器传动精度、回差以及装配工艺性的关键技术。针对多种基于正等距加负移距的摆线轮齿廓修形模型,利用MATLAB工具分析各模型下的摆线针轮传动载荷分布、啮合齿对数、与转角修形共轭齿廓的趋近程度以及回转精度等特性。研究结果表明,各模型的优化参数存在一定差异,在接触齿对数、载荷分布等方面性能基本一致,修形齿廓与理论齿廓间的间隙大致相等,分布较为均匀,且修形齿廓均十分趋近转角修形共轭齿廓;基于齿廓法向间隙建立的模型既能保证同一时刻的多齿对啮合及承载的均匀性,又能得到更高的回转精度,更适合工程应用。     

RV减速器摆线轮齿廓修形润滑性能分析

考虑润滑脂的压黏特性及热效应,建立摆线轮齿与针齿之间的线接触脂润滑热弹流数值模型,求得该模型的完整数值解,得到了脂膜压力分布、温升分布及脂膜形状;结合摆线轮齿廓,分析了修形方式及修形量对脂膜压力、脂膜形状、脂膜温升和摩擦损失功率的影响。结果表明,随着修形齿廓与摆线轮理论齿廓径向间隙的增大,摩擦损失功率增加,最小脂膜厚度先增加后减小;在修形齿廓与摆线轮理论齿廓同一径向间隙的条件下,反弓齿廓修形方式的润滑性能最好,正等距加正移距的组合修形方式次之,负等距加负移距的组合修形方式润滑性能最差。研究结果为考虑润滑性时RV减速器摆线轮齿廓修形提供了一种新的方法。     

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。     

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。     

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。     

基于神经网络遗传算法的RV减速器摆线轮齿廓修形研究

摆线轮修形是保证RV减速器优良传动性能的重要手段,为了探求合适的修形方式和具体的修形量,通过建立受载下多种摆线轮修形方式的RV减速器动力学模型,仿真分析得出传动精度和输出转速,用输出转速的方差值来评价运转平稳性,然后利用神经网络训练,得出传动精度和平稳度与修形量间的映射关系,再利用遗传算法将加权传动精度绝对值和平稳度之和作为适应度值,调用已得出的映射关系求出不同修形方式下最小适应度对应的修形量,接着计算已得修形量下的摆线针轮间最大啮合力和同时啮合齿数,结果表明,最佳的负等距加正移距修形方式,使得适应度值最小,但是RV减速器承载能力较差,正等距加负移距修形方式下求得适应度值最大,但是承载能力较好,研究结果为提高RV减速器的传动精度、运转平稳性和承载能力提供了新的摆线轮修形思路和理论基础,具有一定的工程应用价值。     

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。     

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...     

摆线轮齿廓修形精度的计算机辅助测量

针对目前我国摆线减速机行业所普遍采用的顶根距测量法的局限性,提出了一种摆线轮齿廓修形精度的检测方法--公法线法,并编制了一套计算公法线长度的通用程序。在某种意义下,可将公法线计算值作为理论值来对加工和修形精度进行检验。借助于该程序,还可将各种方式修形所导致的实际啮合间隙判据作为约束条件来对各种修形参数进行优化。     

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减速机摆线针轮齿廓修形优化分析

针对目前RV减速机摆线针轮修形难以同时保证精度与承载能力的现状,提出了一种组合修形的修形方式,此种组合修形基于等距、移距和齿厚修形。其易于实现,且在高精度拟合转角修形的摆线轮齿廓的同时,保证高的传动精度和承载能力。通过理论分析法以及实验研究对比法对PFT255RV减速机进行研究。结果表明该的修形组合不仅在拟合转角精度上优势明显,承载能力也得到保证。通过装配过程、实际运转以及变形分析印证了组合修形的优势。     

基于Matlab的摆线针轮齿廓修形参数的求解

根据摆线加工原理和生产实践,结合现有的修形理论建立了摆线针轮齿廓的标准数学模型,将修形量作为未知参数,通过代换得到齿廓修形量的参数方程。以246A摆线轮为例,利用Matlab软件对参数方程进行求解。计算结果表明,修形后的齿廓曲线与测量值拟合曲线基本吻合,给出了一种求解修形量的方法。     

基于MATLAB的摆线轮齿廓修形参数检测与反求

针对生产实践与实际检测对摆线齿轮修形参数获取的实际需要出发,基于摆线齿形的基本方程式分别建立了摆线轮顶根距M和跨棒距L参数与摆线齿形的移距修形量Δrp及等距修形量Δrrp间的几何关系。在此基础上应用MATLAB软件,编制了以顶根距M及跨棒距L作为已知参数反求摆线轮移距修形量Δrp及等距修形量Δrrp的计算程序。以某型号的摆线齿轮为例,通过检测的顶根距与跨棒距计算出对应的修形量,再基于求得的修形量正向计算出顶根距及跨棒距,其误差不超过1μm,符合工程实践的需要。     

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。     

摆线针轮行星减速器多目标优化设计

分析了摆线针轮行星传动的特点,提出以针齿分布圆直径、针齿直径、摆线轮宽度、摆线轮内孔直径、短幅系数、销轴孔分圆直径和销轴直径为设计变量,以体积最小、效率最高为目标函数的优化设计方法,研制出了该型减速器运动分析、强度计算、参数设计的一体化设计软件包。     

摆线针轮齿廓修形参数对摩擦润滑接触特性的影响

为研究脂润滑下摆线针轮传动润滑特性，基于Ostwald本构方程建立摆线针轮线接触脂润滑数值模型，研究负移距修形、正等距修形、正等距+正移距修形和负等距+负移距修形4种摆线轮修形方式对啮合过程中摩擦润滑接触特性的影响规律；利用啮合过程中最小油膜厚度、摩擦因数、摩擦损失功率及一个啮合周期内总的摩擦损失功率评价了摩擦润滑状态。结果表明：相同加工精度下，正等距+正移距组合修形方式下啮合过程中最小油膜厚度最大，摩擦因数、摩擦损失功率以及总的摩擦损失功率最小；等距+正移距组合修形方式的摩擦润滑接触状态最优，而负等距+负移距修形的摩擦润滑接触状态最差，正等距单修形方式的摩擦润滑接触状态优于负移距单修形方式；不同修形方式下，随着修形量的增加，整个过程总的摩擦损失功率增加，摩擦润滑状态变差；随着转速增加，修形齿廓啮合过程中最小油膜厚度增大、摩擦因数减小、摩擦损失功率增大及总的摩擦损失功率线性增加。     

RV减速器摆线轮齿廓曲线的曲率影响因素研究

以工业机器人为例,对RV减速器摆线轮齿廓曲线的曲率的影响因素进行了研究。根据微分几何理论,建立摆线轮齿廓的数学模型,采用坐标变换方法推导出摆线齿廓方程,分析了摆线轮齿廓曲线的凹凸特性,求出拐点的数学解析式。根据摆线齿廓方程计算出曲率和曲率半径的参数表达式,最后推导出可以概括摆线针轮传动的诱导法曲率公式。以RV-20E减速器为例,求解出凹凸区间曲率最大值和最小值,并利用Matlab编制程序进行仿真,详细分析了机构的偏心距、针齿半径、针齿分布圆半径、针齿数对拐点所在位置、曲率变化快慢的影响规律。通过对摆线齿廓的曲率的仿真分析,偏心距和针齿分布圆半径对摆线齿廓的曲率影响显著,同时也会影响拐点位置的变化,针齿半径对其有一定的影响,但影响较小,并且不会影响拐点所在的位置。研究结果为科学地选择摆线轮最佳参数和摆线针轮传动的设计提供了一种理论依据,具有一定的实用价值。