RV减速器摆线轮组合修形及优化

为提高RV减速器的传动性能,本文针对摆线轮齿廓的工作区域及组合修形方法等展开研究.对应用广泛的"等距+移距"修形进行组合比较,确定"正等距+负移距"的组合方式下初始间隙最小,即啮合刚度最高;分析针齿与摆线轮啮合的极限位置,推导摆线轮的实际工作区域,并对其采用遗传算法寻找最优修形量,使组合修形逼近转角修形所得齿廓.结果显示,该方法得到的摆线轮齿廓在工作区域内更接近共轭齿廓,且在齿顶与齿根处有合适的径向间隙,可在提高摆线轮强度的同时有效补偿制造误差和安装误差,对摆线轮的修形方式选择及修形量确定具有一定的借鉴意义.

针摆传动转角组合修形下的受力分析新方法

本文讨论了针摆传动在转角组合修形的情况下受力分析的计算方法，修正了传统计算方法中不可忽视的计算误差，且可用于计算二齿差等新结构针摆传动的受力分析。

基于最佳逼近原理的摆线轮实际修形量计算

摆线轮修形量大小是影响加工误差评价的重要因素。针对组合修形方法设计加工的摆线轮,在修形量未知的情况下,提出了一种反求实际修形量的方法。通过分析摆线轮齿廓组合修形方法,以法向误差平方和为目标,构建最佳逼近齿廓计算模型,利用修正鲍威尔法求解模型,获取摆线轮实际修形量。通过对实际加工摆线轮的齿廓测量计算,验证了此方法的可行性,为修形量未知情况下的摆线轮误差评价提供了新的途径。

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。

基于接触应力均化的摆线轮修形方法

在传统组合修形的基础上,综合分析摆线轮传动精度和齿面接触应力,提出一种基于接触应力均化的摆线轮修形方法。将摆线针轮齿廓传动压力角最小的工作段作为修形量优化的区间,分析所需齿侧间隙,选定合理的转角修形量范围;以转角修形齿廓为目标齿廓,用等距和移距组合修形逼近方法确定相应的等距和移距修形量,并将其代入摆线轮传动受力方程,得到优化区间内同时啮合各齿之间接触应力分布方差;以同时啮合各齿之间接触应力分布方差最小为优化目标,在转角修形量范围内,搜索出最佳的转角修形量以及对应的组合修形量。仿真和试验结果表明,相较于传统方法,该方法能够提高传动精度,并显著改善齿面受力状况,延长摆线轮使用寿命。

推杆针轮活齿传动齿形修形分析及优化

为了防止实际加工和装配过程中的误差导致的齿形干涉,使啮合副获得合适的齿侧间隙以改善传动性能,必须对推杆针轮活齿传动进行活齿齿形修形。本文分析了等距、移距、转角等修形方法获得的活齿的修形齿形特点,提出了“等距+移距”的组合修形适用于推杆针轮活齿传动的活齿修形。以回差大小作为修形齿形的评价标准,建立了修形齿形的回差数学模型。分析了“等距+移距”组合修形不同组合方式的回差,得到了推杆针轮活齿传动的齿形修形最佳组合方式为“负等距+正移距”。建立了以回差最小为目标函数的组合修形最佳修形量的优化模型,实例表明所提出的优化模型实用可行。

基于接触应力优化的摆线轮修形设计

对摆线轮进行合理的修形能够极大改善RV (rotary vector,旋转矢量)减速器的传动性能和承载能力。为了进一步优化“反弓”齿廓的接触应力,在综合分析组合修形对反弓齿廓啮合力和接触应力的影响的基础上,提出了一种两段修形方法。该方法是将摆线轮齿廓分成2段,并根据需要对不同工作段的齿廓采用不同的修形量,以更灵活地设计摆线轮的齿廓。以RV-40E减速器为例,先利用MATLAB软件建立摆线轮受力分析模型,并按照两段修形方法确定新齿廓的修形量和方程;再利用ANSYS软件建立摆线轮与针齿接触的有限元模型,并对比新齿廓与反弓齿廓的接触应力。理论计算结果显示,新齿廓的最大接触应力降低了8.34%;有限元仿真结果显示,新齿廓的最大接触应力降低了4.39%,并分析了可能的误差来源。研究表明,两段修形方法可以改善摆线轮齿廓的接触应力和延长摆线轮的使用寿命,这为摆线轮的修形设计提供了一定的参考。

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。