双圆弧谐波齿轮传动柔轮齿廓参数的优化设计

“双共轭”啮合区间对提高双圆弧谐波齿轮传动扭转刚度和传动精度有重要作用,提出一种增大“双共轭”啮合区间的方法。综合利用分段函数和啮合不变矩阵建立柔轮齿廓弧长参数方程和理论啮合方程,可有效简化谐波传动理论共轭齿廓的求解过程。基于此,以缩小共轭齿廓间差异为目标建立优化目标函数,对柔轮齿廓分别以公切线倾角、公切线纵向长度和凹圆弧齿廓半径为自变量进行单参数及多参数优化设计。研究结果表明,该优化设计方法可实现柔轮齿廓参数的合理选择,保证谐波传动“双共轭”运动的精度。     

不同共轭原理的双圆弧齿廓谐波齿轮传动分析

综合考虑谐波传动啮合齿廓、弹性变形等因素影响,采用公切线双圆弧齿廓作为谐波传动轮齿齿廓,分别得到基于包络啮合理论、改进运动学啮合理论的精确齿面共轭原理与近似原理,对不同共轭原理的双圆弧齿廓谐波传动的共轭区域、共轭齿廓、运动轨迹及啮合侧隙进行对比分析。研究结果表明:双圆弧齿廓谐波传动存在两个共轭区域,且存在“双共轭”现象。包络啮合理论与基于改进运动学的谐波啮合理论对双圆弧齿廓谐波传动共轭区域、共轭齿廓基本无影响。近似原理对共轭齿廓、啮合完成区域运动轨迹、长轴附近轮齿侧隙影响较小,对共轭区域、啮合初始区域运动轨迹、远离长轴的轮齿侧隙影响较大。     

双圆弧谐波传动柔轮齿形参数多目标优化设计

根据刚轮和柔轮空载下连续不断啮合和"双共轭"现象能有效提高双圆弧谐波齿轮装置的啮合性能,提出了一种圆弧柔轮齿形参数的多目标优化设计方法。针对无公切线双圆弧齿廓,采用改进运动学法和精确转角关系进行共轭齿廓设计,以缩小共轭空白区间与共轭齿廓差异为优化目标,考虑共轭齿廓的存在条件,建立谐波传动多目标优化模型,进行单目标分析及多目标优化。结果表明:该优化方法可实现柔轮齿形参数的合理选择,使空载状态刚轮与柔轮啮合空白区域小于1.2°,共轭齿廓间差异在0.83μm左右,能满足工程应用要求,保证空载连续啮合及"双共轭"传动精度。     

精密谐波齿轮传动采用圆弧齿廓的合理性证明

应用文献[1]，提出的谐波齿轮传动不变啮合矩阵，用数值方法证明了在精密谐波齿轮传动领域采用圆弧齿廓的合理性。     

谐波齿轮传动共轭齿廓的研究

利用改进运动法，导出谐波齿轮的理论啮合方程，求出了柔轮任意齿廓形状时谐波齿轮传动啮合矩阵的一般形式，更适合于对具有不同共轭曲面的轮齿的谐波齿轮进行计算机分析。求出在具有余弦凸轮波发生器的谐波齿轮传动中，与渐开线柔轮齿廓共轭的刚轮齿廓以及形成并把时发生器的转角区间，得出在发生器转角为±39°附近存在一个共轭区间的结论。     

齿侧间隙优化的双圆弧谐波齿轮传动动力学分析

为了优化谐波齿轮传动齿廓结构,减小谐波齿轮传动的齿侧间隙以提高啮合性能.在谐波齿轮传动齿廓优化设计的基础上,采用三维有限元轮齿动态接触分析的方法,建立了刚轮、柔轮以及波发生器构成的轮齿接触三维有限元分析模型,通过加载和运动实现各构件间的转速和转矩的传递,对谐波齿轮的柔轮进行了啮合仿真和动力学动态仿真分析,并对传动过程中...     

双圆弧谐波减速器共轭啮合区混合润滑分析

为了给轮齿啮合区的加速寿命试验提供理论依据,更好地指导产品优化设计,以某型号谐波减速器为分析对象,基于包络理论求出柔轮与刚轮的齿廓方程,分析了啮合点的曲率半径、卷吸速度以及啮合区受载情况,综合考虑啮合区的宏观几何、真实表面粗糙度等因素,建立了柔轮与刚轮啮合区的混合润滑模型,通过分析润滑区膜厚比、摩擦因数等参数,定量研究了转速和温度对润滑性能的影响.结果表明:转速越高,平均油膜厚度和膜厚比越大,接触载荷比和接触面积比越小,润滑性能越好.当转速高于2 200 r/min时,啮合区由边界润滑变为混合润滑,接触载荷比和接触面积比较50 r/min时减小90%以上,摩擦因数减小一半以上,将转速控制在2 200 r/min以上有利于改善润滑状况;随着啮合区温度的升高,平均油膜厚度和膜厚比逐渐减小,接触载荷比和接触面积比逐渐增大,润滑状况逐渐变差.温度为60℃时,摩擦因数较10℃增加一倍以上,接触载荷比和接触面积比增加一倍以上,需严格控制谐波减速器工作温度在60℃以下.     

双圆弧齿圆柱蜗杆传动可控修形的研究

本文根据共轭曲面原理及齿轮啮合原理的基本理论,对双圆弧齿圆柱蜗杆传动的可控修形问题进行了研究。从理论推导出修形后蜗杆齿面与原理论蜗杆齿面相切条件及接触点处的曲率修正量方程和齿根修正量方程,从而建立了求解可控修形参数的修形齿面方程组。     

谐波式齿轮泵齿轮啮合齿廓型式的选择

从谐波齿轮传动性能的角度,通过对目前使用比较多的3种齿廓型式进行比较,选择了圆弧齿廓作为谐波式齿轮泵齿轮啮合的齿廓型式。圆弧齿廓采用了柔轮齿廓为公切线型双圆弧齿廓和刚轮齿廓为外凸齿廓的型式,并且从图形和参数方程两方面来表示柔轮和刚轮的齿廓,为进一步研究谐波式齿轮泵提供了必要的理论参考。     

摆动活齿传动内齿轮齿形综合及齿形参数分析

论述了摆动活齿齿轮共轭齿廓的综合方法，并就内齿轮齿形进行了综合．同时进一步分析了各齿形参数对齿廓形状及传动性能的影响，为选择齿形参数指出了方向     

压电活齿传动输出转矩优化分析

随着科技的迅速发展,传统机械传动已无法满足工程实际需求,机电集成压电活齿传动是一种集压电驱动、活齿传动和谐波传动于一体的新型复合传动,该传动具有大传动比、低速、大转矩等优点,在航空航天、微型机器人、精密定位等高端技术领域具有及其重要的应用前景。在分析压电活齿传动系统工作原理的基础上,由压电材料的非线性输出特性和活齿传动静力学关系,推导出压电活齿传动系统各构件的受力方程。根据力和转矩的关系,得出传动系统输出转矩方程。运用机械优化设计理论和方法,分别确定输出转矩优化系统的设计变量、目标函数和设计约束,并建立压电活齿传动系统的输出转矩优化数学模型。通过数值算法给出传动系统输出转矩随激励电压和活齿架转角的变化规律,利用Matlab软件求解输出转矩优化结果,并对比优化前后参数的变化及转矩随参数的变化的规律。结果表明：传动系统输出转矩随激励电压成正比例变化,随活齿架转角以π/435为周期发生周期性变化;优化后传动系统的最大输出转矩为0.91 Nm,比初始设计转矩提高了111.63 %;设计变量中波发生器偏移量在优化前后的改变量最大。可见,输出转矩优化使得压电活齿传动系统的承载能力得以提升。研究结果为压电活齿传动系统结构的改进和性能提升奠定理论基础。     

复合摆线少齿差行星传动的齿廓几何特性与啮合特性变化规律

针对摆线针轮少齿差行星传动的摆线针轮啮合角大、转臂轴承可靠性低与针齿均布位置精度要求高等问题,作者利用几何可控性较强的复合摆线构建少齿差行星内齿齿廓,提出一种新型高性能复合摆线内齿型少齿差行星齿轮副：基于传统摆线行星传动几何原理,提出复合摆线内齿齿廓曲线的几何设计方法,分析齿形调控参数c₂对复合摆线内齿齿廓曲线几何形状与曲率变化的影响规律;基于齿轮啮合运动学共轭原理,建立复合摆线内齿齿廓方程、齿轮副共轭传动啮合方程、少齿差行星共轭齿廓方程与啮合线方程;利用参量转化法分析复合摆线内齿齿廓的啮合界限特性;根据共轭齿廓出现奇异点的几何原理,推导其不发生根切的判定方程;研究该新型齿轮副的啮合线、重合度、压力角、诱导法曲率与滑动率等啮合特性及其变化规律,提出诱导法曲率与滑动率的啮合区间敏感性分析方法。研究结果表明：复合摆线内齿齿廓存在啮合界限点,啮合界限特性与根切判定方程分别为新型齿轮副内齿齿根过渡曲线设计、共轭齿廓无根切设计提供了有效的理论方法;啮合线与重合度的分析表明该新型齿轮副具有多齿啮合特性;当新型齿轮副的齿数、偏心距、齿高和内齿分布圆半径确定后,c₂是唯一影响压力角、诱导法曲率与滑动率的齿轮参数,行星轮压力角的最小值与平均值随c₂减少而降低,在一个啮合周期内,c₂对诱导法曲率与滑动率的影响存在着不敏感与敏感区间,可忽略c₂对不敏感啮合区间诱导法曲率和滑动率的影响,敏感区间的诱导法曲率平均值、滑动率幅值与平均值均随着c₂减少而降低。相对于同参数的传统摆线行星传动,新型齿轮副在压力角、诱导法曲率与滑动率等啮合特性方面具有传动优势,相应地,反应出其较好的多齿啮合特性、传力特性、润滑与承载特性及抗磨损特性,具有一定的工程应用价值。     

二齿差推杆活齿传动的齿形分析与几何设计

为了设计二齿差推杆活齿传动装置,推导了啮合副构件的齿形方程,分析了传动比、凸轮理论廓线半轴长度、活齿长度及半径等参数对齿形性质的影响,提出了内齿轮不发生齿形干涉的设计条件;根据传动原理及活齿架的结构分析,给出了活齿架参数的计算公式以及避免构件运动干涉并满足传动连续性的活齿架参数取值条件;归纳了二齿差推杆活齿传动的参数设计步骤并给出了设计示例.结果表明,本文提出的设计步骤可以便捷地完成传动装置的几何设计.     

谐波齿轮传动啮合参数优化设计的研究

本文较详细地介绍了利用优化思想选取谐波齿轮传动最佳传动方案的设计方法。通过理论上的严谨分析,建立了一种考虑载荷作用影响的新型的数学模型,弥补了以往设计中不计载荷影响的缺欠。实践证明,无论对于运动型的还是动力型的传动都准确适用,可供研制谐波齿轮传动使用。