一种新型摆线针轮减速器的模态特性研究

新型摆线滚针减振减速器是以传统摆线针轮减速器为基础,在传统偏心轴承和摆线轮之间加入了一种柔性衬垫结构,以减小冲击与吸收振动,降低噪声,保证传动平稳,提高整个设备的性能和寿命。通过对减速器的精确建模和有限元模态分析,得到传统摆线针轮行星减速器、5种不同硬度的柔性材料对应的新型摆线针轮行星减速器的1~10阶固有频率及模态振型规律。根据变化规律选择新型摆线针轮行星减速器的柔性材料,然后将新型减速器、传统减速器的固有频率分别与啮合频率比较,发现新型减速器的固有频率与啮合频率的差值更大,因此,新型摆线滚针减振减速器能够更好地避免共振。

新型摆线针轮行星减速器的接触变形分析

摆线针轮行星减速器不仅广泛应用于通用传动领域,而且在机电一体化系统中具有极为广泛的应用潜力。摆线针轮行星减速器的制造精度要求高,轮齿啮合时容易产生干涉、点蚀、胶合以及折断现象,影响减速器的振动、寿命和可靠性。一种带橡胶圈的新型摆线针轮行星减速器被提出,通过有限元方法对比传统、新型减速器的接触变形,新型减速器的关键零件具有更大的变形量。因此,新型减速器能够通过弹性变形实现缓冲和容差作用,进而增强多齿啮合效应,提高承载能力和可靠性。

新型摆线针轮行星减速器传动系统的振动特性

为减少刚性摆线针轮行星减速器工作时的振动,提高运行可靠性,设计了一种带减振衬垫的非刚性摆线针轮行星减速器,并对其进行非线性振动分析。综合考虑了时变刚度、轴向误差、啮入冲击等激励,基于集中参数理论和牛顿第二定律建立新型摆线针轮行星减速器8自由度的多因素耦合动力学模型和振动微分方程组,采用变步长四阶Runge-Kutta法对量纲归一化后的方程组进行求解。对比了刚性与非刚性结构下的摆线轮、低速轴的垂直振动和扭转振动情况,结果表明:采用减振衬垫,使摆线轮和低速轴的垂直振动和扭转振动效应都降低。进一步对新型摆线针轮行星减速器进行实验测试分析,结果表明:实验所测数据结果与其振动情况的理论分析结果较吻合。