精密RV减速器摆线轮设计与力学分析

精度RV减速器是工程机械以及工业机器人的关键部件,具有传动比大、精度高、传动平稳、承载能力强等优点,摆线轮是RV减速器的关键零件。现在分析RV减速器整体结构的基础上,提出摆线轮齿廓方程和建模方法,并在有限元软件中分析摆线轮的应力状态和变形量。     

RV减速器摆线轮轴承的受力分析与寿命校核

以RV减速器为研究对象,对RV减速器的传动转矩、曲柄轴、输出轴、摆线轮进行受力分析,确定摆线轮与针轮啮合的齿数,并对修形齿形摆线轮与针轮啮合时各齿的接触变形量及啮合作用力进行计算。对RV减速器摆线轮轴承的承载能力进行计算与分析,得到圆锥滚子轴承和保持架组件的径向载荷。根据圆锥滚子轴承的外载条件,应用Romax Designer软件对圆锥滚子轴承进行内部载荷分析与寿命校核,进而全面掌握摆线轮轴承在RV减速器中的承载能力和工作性能。研究结果表明,摆线轮轴承的载荷工况及可靠性对RV减速器的传动性能有重要影响。通过对RV减速器传动系统的载荷进行计算与分析,可以得到摆线轮轴承的内部载荷、接触应力、寿命,能够有效指导摆线轮轴承的设计。     

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.     

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减速器核心零件模态分析

RV减速器传动精度主要受摆线针轮传动精度的影响,摆线轮和针轮的动力学状态直接影响到整机性能。以RV-40E减速器为研究对象,建立了摆线轮和针轮的三维模型,并利用有限元法进行模态分析,获得核心零件摆线轮和针轮两种工作状态下的各阶固有频率和振型。结果表明,摆线轮啮合频率在1 820 Hz时容易引起摆线轮和针轮的共振变形,摆线轮轮缘部分以及针轮与骨架油封连接的凸缘部分比较敏感,容易引起变形;增大针轮凸缘半径并在骨架油封外缘添加肋板可以提高针轮固有频率,避免共振;为摆线轮添加加强筋不能避开啮合频率;更换摆线轮材料,选择弹性模量更大的GCr15可以使摆线轮避开啮合频率,避免共振;优化后的摆线轮和针轮的模态分析结果为RV减速器的后续动力学分析提供了理论依据。     

RV减速器摆线轮工艺设计及热变形仿真分析

RV减速器的核心零件为摆线轮,摆线轮的加工也是RV减速器制造的难点.通过分析RV减速器传动中摆线针齿的传动形式对摆线轮的性能要求,确定制造摆线轮的材料为GCr15,并对摆线轮的加工工艺进行了设计.为确定摆线轮加工时的磨削余量,运用ANSYS对摆线轮的淬火工艺进行仿真分析,得到其应力场分布规律和变形情况.经实验并测量实际淬火后零件的变形情况,验证了仿真结果的可靠性.为减小热处理后摆线轮的翘曲变形,设计了摆线轮回火夹具,对摆线轮的生产加工有一定的指导意义.     

RV减速器摆线针轮传动多体动力学研究

摆线针轮啮合传动部分是RV减速器的关键结构之一,基于多体动力学构建虚拟样机进行仿真分析是研究RV减速器动态特性的常用方法。在不同载荷和不同工作环境下,基于多刚体动力学对RV减速器进行了仿真分析,仿真结果直观显示了不同工作环境下摆线针齿啮合特性变化情况。采用刚柔耦合技术,提取连续节点应力变化曲线进行分析,确定了啮合时最大接触力的位置和大小,为后续对修形方式的研究和改进提供了理论基础。     

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。     

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。     

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。     

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。     

基于优化承载能力的RV减速器摆线齿轮齿廓的等距-移距修形

结合传统等距修形方法和移距修形方法,提出了一种基于优化承载能力的摆线轮齿廓的新型等距-移距组合修形方法。以工业机器人RV-40E减速器的摆线针轮为例,对其传动进行了力学分析,以最优承载能力为目标建立了摆线轮修形量搜寻数学模型,并采用格点法进行了优化,最终通过数值求解获得了等距-移距修形的摆线轮齿廓曲线。设计了摆线轮加工工艺,分别加工制造了等距-移距修形的摆线轮和作为对比验证的传统拟合转角修形摆线轮,并分别组装出RV减速器样机进行性能测试。试验结果表明:装有该等距-移距修形摆线轮的RV减速器的传动效率高达85%,相比于装有传统拟合转角修形摆线轮的RV减速器,该新型RV减速器在重载情况下的噪声和温升均显著降低,承载能力得到了明显提高。     

机器人RV减速器输入端的有限元分析

分析RV-40E型减速器加载下关键部件的受力及模态情况.利用UG软件建立减速器输入端及摆线轮的动力学分析模型,对模型进行静态及模态求解.计算得到输入轴和行星轮的啮合齿轮在不同转矩下应力、应变及位移的最大值,摆线轮应力、应变、位移的最大值及固有频率与振型.确定各部件最大应力及振型发生位置,为RV减速器的优化设计提供理论基础.     

变齿厚RV减速器传动效率的理论分析

变齿厚RV减速器克服了摆线针轮RV减速器中摆线轮加工困难、生产成本高,且对啮合中心距要求过于敏感的问题,但在回差和传动效率两方面还有待改善。因此,提出在结构上对现有的变齿厚RV减速器进行改进,将其高速级的渐开线外啮合副替换成变齿厚外啮合副,以使减速器的回差能够调至最佳状态。其次,将作为啮合效率影响因素的啮合角、锥角、变位系数等参数为设计变量,以提高传动效率为目标,对变齿厚RV减速器进行优化分析。最后,将优化后的变齿厚RV减速器与现有的变齿厚RV减速器的传动性能进行了比较,证明了前者的优越性。     

机器人RV减速器输入端的有限元分析

分析RV-40E型减速器加载下关键部件的受力及模态情况.利用UG软件建立减速器输入端及摆线轮的动力学分析模型,对模型进行静态及模态求解.计算得到输入轴和行星轮的啮合齿轮在不同转矩下应力、应变及位移的最大值,摆线轮应力、应变、位移的最大值及固有频率与振型.确定各部件最大应力及振型发生位置,为RV减速器的优化设计提供理论基础.     

机器人RV减速器输入端的有限元分析

分析RV-40E型减速器加载下关键部件的受力及模态情况.利用UG软件建立减速器输入端及摆线轮的动力学分析模型,对模型进行静态及模态求解.计算得到输入轴和行星轮的啮合齿轮在不同转矩下应力、应变及位移的最大值,摆线轮应力、应变、位移的最大值及固有频率与振型.确定各部件最大应力及振型发生位置,为RV减速器的优化设计提供理论基础.     

机器人RV减速器输入端的有限元分析

分析RV-40E型减速器加载下关键部件的受力及模态情况.利用UG软件建立减速器输入端及摆线轮的动力学分析模型,对模型进行静态及模态求解.计算得到输入轴和行星轮的啮合齿轮在不同转矩下应力、应变及位移的最大值,摆线轮应力、应变、位移的最大值及固有频率与振型.确定各部件最大应力及振型发生位置,为RV减速器的优化设计提供理论基础.     

机器人RV减速器输入端的有限元分析

分析RV-40E型减速器加载下关键部件的受力及模态情况.利用UG软件建立减速器输入端及摆线轮的动力学分析模型,对模型进行静态及模态求解.计算得到输入轴和行星轮的啮合齿轮在不同转矩下应力、应变及位移的最大值,摆线轮应力、应变、位移的最大值及固有频率与振型.确定各部件最大应力及振型发生位置,为RV减速器的优化设计提供理论基础.     

RV减速器的谐响应分析

摆线轮和曲柄轴是RV减速器的重要部件,其弯曲变形是RV减速器的主要失效形式之一。以RV-250减速器为研究对象,建立了RV-250减速器无干涉模型;基于周期输入的特点,利用有限元法进行了RV减速器在额定转矩条件下的动力学谐响应分析,得到关键部件摆线轮和曲柄轴幅频响应曲线,得出固有频率、响应幅值等动力学指标,结果表明,偏心轴的激振力在360 Hz左右会导致摆线轮的弯振和轴向变形,为摆线轮和曲柄轴的优化设计提供了理论依据。     

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...