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。     

多齿差摆线针齿行星传动强度分析

多齿差摆线针齿行星传动近几年来在小速比减速机上，特别是在大功率、速比小范畴的使用过程中得到广泛的应用，根据多齿差摆线针齿行星传动受力特点对多齿差摆线针轮的强度进行分析，并与相同速比的一齿差摆线齿轮减速机的摆线轮的强度进行比较。     

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。     

一种针齿摆线齿轮传动机构及减速器

本发明提供的针齿摆线齿轮传动机构及减速器，其传动机构是由内轮、针齿、内摆线轮组成，内轮相对于内摆线轮偏心设置，与针齿啮合，针齿与内摆线轮啮合，其特征在于：所述的针齿为偏心针齿，转动轴位置固定，转动轴线分布在以内摆线轮的旋转轴线为轴线的圆柱面上。本针齿摆线齿轮机构的优点在于：每个偏心针齿自定轴转动，提高了各针齿在运动过程中的位置精度，提高了传动的平稳性和效率；有利于增加针齿与摆线轮齿同时啮合的齿数，提高传动的承载能力，从而使得本发明的传动功率超过摆线针轮行星减速器，实现了大功率传动。     

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。     

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。     

圆弧齿行星减速器的效率计算

圆弧齿行星传动为一种K-H-V型行星传动,如图1所示。这种传动的行星轮a为一纯圆弧齿的外齿轮,与其相啮合的内齿轮b为一装有圆柱形针齿的针轮。由于内、外齿轮齿数相差较少(常为一齿差),故为一种新型少齿差传动。圆弧齿行星减速器的结构与目前广泛使用的摆线针轮行星减速器基本相同,其工作原理是依据长幅外摆线的形成原理而动作的。     

摆线齿轮的鼓形齿磨削

摆线针轮减速机极易获得大的传动比;近年来已获得广泛的应用。图1为其传动原理图。图中的点齿轮1为以该针为轮齿的固定不动的针轮,与之对应的小齿轮2为摆线齿轮。传动时,电动机的旋转运动通过与摆线轮点孔套装的偏心轴传至摆线轮,从而实现针轮与摆线轮的吻合。 理想情况摆线轮与针齿在全齿层同时接触,均匀受力,呈全齿长的线接触,但实际上因安装、制造误差及变形,理想状态是不存在的。这些因素使轮齿间产生载荷分布偏差,甚至引起齿端的接触干涉,从而降低减速机的寿命和传动性能。为改善啮合质量,在制造过程中不得不严格控制各环节精度,增加了…     

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。     

加工摆线齿轮用少齿差行星轮装置

摆线轮的切齿加工,通常均由专用的摆线切齿机(如在秦川机床厂生产的Y7654型机床上切齿)加工。对于单件、小批生产的工厂,可结合本单位的设备情况,采用自行设计简易的加工摆线齿轮装置。摆线针轮行星传动原理及其啮合关系与“一齿差”行星齿轮传动是相似的。因此,当设计摆线轮齿形加工装置时,运用“一齿差”行星齿轮传动原理是完全可行的。只要保证形成摆线齿形的滚圆直径、基圆直径、发生圆直径、偏心距及传动此关系不变,就可加工出精确的摆线轮齿形。必须指出,由于少齿差行星齿轮的传动通常受到齿形干涉的限制,往往采用大角度正变位制的方法,其啮合节圆直径及偏心距将发生变异,不能满足摆线针轮行星传动所要求的滚圆,基圆直径比及偏心距的要求,故需要加以修正。为此,在摆线轮切齿加工装置设计中,应确保摆线针轮传动的各个参数不变,这是该装置设计应考虑的基本问题。     

普通针齿传动中摆线齿轮齿形的探讨

某些大型起重机的旋转机构常常采用普通针齿传动,与它相啮合的小齿轮一般称为摆线齿轮。普通针齿传动也分为外啮合、内啮合、针齿条啮合三种形式。内啮合的普通针齿传动用作简单行星传动时,虽然与K-H-V摆线针轮行星传动一样,都是内啮合的摆线针轮行星传动,但前者的针轮与摆线齿轮的齿数差很     

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。     

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。     

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。     

二齿差摆线针轮行星传动中摆线轮等效代换齿廓的研究

二齿差摆线针轮行星传动具有较强的齿面抗胶合能力，但由于二齿差摆线轮齿廓曲线的不连续性，给传动带来了不良的影响，并造成工艺上的复杂性，对此，本文提出了采用完整的短幅外摆线的等距曲线作为摆线轮齿廓，来等效地代换二齿差摆线针轮行星传动中的摆线轮齿廓的理论，并给出了求解等效代换齿廓参数的数学模型，计算方法和求解实例，采用等效代换齿廓既可消除尖点，又能保证传动性能相同。     

少齿数差内啮合齿轮的强度计算

在少齿数差内啮合齿轮传动中存在多齿对同时啮合现象，使齿轮总载荷由各齿对分担，轮齿所承受的实际载荷会有较大幅度的降低，为此，提出在齿轮强度计算中引入载荷分配系数Kp的概念，通过所建立的数学模型，定量地确定了不同传动参数，不同载荷集度下，少齿数差内啮合齿轮传动的Kp值，并说明了在齿轮强度计算中应用该系数的方法。新的计算方法可以作为少齿数差内啮合齿轮强度计算的通用方法，以缩小传动装置的体积，避免齿轮强度存在过大裕量而造成浪费。     

卧枕式针齿结构的摆线传动受力分析

由摆线传动的啮合原理可知,摆线行星传动的传动原理基于弹性小变形及变形协调假设分析了卧枕式针齿结构的摆线轮在传动过程中的受力,建立了摆线轮啮合时的受力分析模型并编制了算法,结合啮合力计算算例将该算法进行了说明,获得了卧枕式针齿结构的受力分布特点.最后与传统受力计算方法对标准齿廓和修形后齿廓的受力分析结果进行了比较分析,得到的算法可作为卧枕式摆线传动中摆线轮的设计,齿廓修形,参数优化和强度计算的基础。     

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。     

二齿差摆线针轮行星传动的受力分析

在对二齿差结构理论齿形啮合时的受力分析方法进行探讨后，应用解析法对修形后摆线轮和针齿啮合时的初始间隙进行了准确计算，给出了一套完整的二齿差针摆传动的有隙啮合受力分析方法，其计算结果更符合工程实际。     

二齿差摆线针齿实际受力分析

首先给出了二齿差结构齿形啮合时的受力分析方法,并应用解析法对修形后摆线轮和针齿啮合时的初始间隙进行了准确计算,给出了一种比较符合工程实际的二齿差针摆传动的有效啮合受力分析方法,该方法计算结果更符合工程实际。