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0.013′,回差相较于等距修形和移距修形均得到了提高;以承载能力和回差为优化目标的多目标修形能够较好地解决RV减速器综合性能提升的问题。

基于误差补偿的RV减速器摆线齿廓二次共轭修形方法

提出一种可以对加工误差进行补偿的RV减速器摆线齿廓二次共轭修形方法,通过建立的误差补偿模型,确定一次修形量,得到理论零侧隙摆线齿廓;再以给定的径向间隙、回差作为约束条件,通过建立的共轭齿廓优化模型确定二次修形量,得到共轭摆线齿廓。研究结果表明:该方法在单误差及组合误差条件下,均可对零件误差进行合理补偿,所确定的共轭齿廓在不发生装配干涉和保证传动精度的条件下,能改善齿面受力情况,降低摆线轮最大接触应力。该方法可应用于RV减速器的设计和装配阶段,降低零件加工难度和成本,具有重要的工程应用价值。

重载RV减速器的摆线针轮疲劳寿命预测

以某型重载RV减速器中的摆线针轮为研究对象,利用有限元分析软件建立轮齿接触等效模型,得到了摆线轮齿面的接触应力分布并分析了其最大接触应力区,基于刚柔耦合动力学建模,得到了最大接触应力区的应力-时间历程。采用疲劳累计损伤理论,基于疲劳寿命专用仿真软件,以有限元结果和载荷谱为输入,分析了摆线针轮在相应外部循环载荷作用下的最终寿命,研究结果表明:摆线轮最大应力部位和危险部位在分度圆附近且靠近端面,最大应力为817 MPa,疲劳寿命为106.673次,等效寿命为5 233 h,为摆线轮的抗疲劳优化设计提供了参考价值。

考虑摆线轮齿距误差的RV减速器转臂轴承寿命评估

针对RV减速器的转臂轴承易失效的问题,课题组以RV-110E减速器为研究对象,对转臂轴承进行受力分析,采用ADAMS软件建立RV减速器多体动力学模型,以Lundberg-Palmgren理论为基础,计算转臂轴承的寿命,分析摆线轮齿距误差对转臂轴承寿命的影响规律。研究结果表明:转臂轴承的载荷合力与分力呈周期性变化,同一摆线轮上的转臂轴承承受的载荷大小和周期相同,相位差为120°,转臂轴承承受的最大载荷为8 094.6 N,最小载荷为1 371.2 N;转臂轴承的理论寿命为4 629.0 h,仿真寿命为2 505.6 h;齿距误差值开始值为正时,轴承的载荷力比无误差大,反之则小;齿距误差值越大,转臂轴承的载荷力峰值振幅越宽,转臂轴承的寿命稳定性高,反之亦然。

新型摆线钢球传动轴承减速器设计与研究

该文在对传统针摆行星减速器的传动特点和工作原理的研究基础上,结合针轮输出针摆行星传动这种具体的传动结构,提出针轮输出摆线钢球新型传动形式,对其工作原理、结构特点等进行相关研究并运用Creo7.0软件对模型进行三维建模,通过以上工作,得到符合实际理论计算的传动结构,进而为提高整机动力学性能的方法和建议做准备。

基于有限元建模的RV减速器摆线针轮承载啮合特性分析

为了研究负载变化对RV减速器摆线针轮啮合特性的影响,考虑摆线轮齿廓修形,利用UG建立摆线针轮机构的三维模型,运用Ansys的瞬态动力学模块分析了摆线针轮在一个啮合传动周期内的啮合齿对数和啮合应力变化情况,并将仿真与理论的接触应力进行了对比。结果表明,仿真与理论的接触应力在整体上趋势一致;摆线针轮的啮合齿对数和啮合应力值均呈现周期性规律,且随着负载的增大而增加;接触应力和等效应力与啮合齿对数的变化趋势相反,摆线针轮啮合齿对数越多,其啮合应力越小。针齿在长度方向上的等效应力随负载增大而增大,应力有均匀分布的趋势但变化较小。有限元分析对RV减速器的设计、分析和制造有一定的参考意义。

基于图像处理的异形摆线轮齿廓提取方法

异形摆线轮齿廓提取是摆线针轮减速器设计和几何建模的难点,无法通过传统摆线轮数学公式进行齿廓设计和数据点的提取。该文通过切削加工模拟的方法得到铣削刀具运动轨迹包络图,采用图像处理的方法对铣削刀具运动轨迹包络图进行齿廓提取。这种方法大大提高异形摆线轮齿廓的获取效率,且通用性好。

RV减速器摆线轮的数字化建模与动态特性研究

基于RV减速器摆线轮的啮合原理,建立摆线轮数学模型,并进行求解,得到摆线轮齿廓曲线,由此完成摆线轮的精确三维数字化建模。对求解得到的RV减速器摆线轮三维数字化模型进行动态特性研究,从摆线轮约束模态振型云图中可以看出,摆线轮齿和中心孔与行星架孔的连接处容易产生变形。为了防止摆线轮变形过大而造成的结构损伤,在设计时可以适当增大摆线轮变形较大处的刚度,并且避开共振频率。

销齿传动在柔性连续运输系统中的分析与应用

为满足柔性连续运输系统重叠搭接和辅助牵引的需要,设计了一种销齿传动机构。通过仿真分析获得了满足使用要求的摆线轮和销排结构。经多矿区、多台套的井下应用,验证了销齿传动机构具有较高的可靠性,为类似工况下的传动设计提供了参考。

基于多因素作用的修形摆线针轮传动机构接触分析

摆线针轮传动机构是RV减速器最为关键的部分,摆线轮和针轮接触的静态和动态分析是研究摆线针轮传动的基础。基于赫兹接触理论和摆线针轮啮合原理,针对摆线全齿接触的特点,研究了摆线针轮静态和动态情况下的啮合特点及规律。在考虑针齿半径误差和针齿安装误差的情况下,应用正交试验的方法研究相同初始间隙下不同修形参数对摆线针轮啮合接触特征的影响,得出接触状态下角传动误差和最大接触载荷的发展规律。结果表明:针齿的半径误差和位置误差对于同等初始间隙下的角传动误差为非关键影响因素;在同等初始间隙下,当存在针齿半径和位置误差时,对接触载荷影响程度依次是:针齿半径误差>针齿径向误差>针齿角度误差。

短幅摆线及其齿廓特性的理论研究

根据齿轮啮合原理和坐标变换原理,建立了短幅摆线及摆线轮齿廓方程,利用Matlab进行仿真分析,得到了短幅摆线凹凸特性、拐点、根切点、曲率、曲率半径及摆线轮齿廓压力角的变化规律。短幅摆线内凹部分随短幅系数的增大而缩小,根切点发生在外凸部分曲率半径绝对值最小处,摆线轮不产生根切的最大针齿半径随短幅系数的增大而减小,摆线轮齿廓上各点的压力角是变化的,齿顶和齿根部位压力角大,拐点处压力角较小。研究结果为摆线针轮行星传动的设计制造提供了理论依据。

基于ANSYS的RV传动摆线轮时变啮合刚度研究

以广泛应用于工业机器人关节的RV减速器做为研究对象,综合考虑各部件弹性变形和间隙,应用ANSYS APDL建立了RV-80E减速器第二级的可参数化有限元模型,计算出13个啮合位置的应力和变形,并根据摆线针轮的啮合特性,推导出各个啮合位置的啮合刚度的等效扭转刚度,从而得到RV传动中摆线针轮的时变啮合刚度,为后续RV传动系统的力学研究提供理论基础.

针轮输出摆线针轮行星传动研究

通过研究各型摆线针轮行星传动的缺点,提出了采用针轮作为输出构件的针轮输出摆线针轮行星传动的新型传动形式,并对其工作原理进行分析,在此基础上对减速器的结构构造进行了设计和具体零部件的结构尺寸进行了计算。为验证模型的工作原理和装配关系,进行了三维实体模型和动力学虚拟样机模型的构造,并对该虚拟样机及其主要零部件对应空载和满载两种工况条件下的动力学性能进行了仿真分析和有限元模态计算,为实体样机的制造和参数的优化提供了理论基础。

FA新型摆线针轮行星传动受力分析方法与齿面接触状态有限元分析

在分析FA新型摆线针轮行星传动特点的基础上,提出了一套摆线轮齿形修形下的齿面受力分析理论,并采用MARC工程软件对针齿和摆线轮齿面的接触状态进行了有限元分析,结果证明了受力分析理论的正确性。根据文中理论所编制的计算机软件,可以确定不同状态下的FA传动修形参数优化,进行受力分析计算、强度验算,并绘制其三维实体模型与工程图。

摆线针轮行星传动减速器摆线轮参数化设计

在分析现有摆线轮齿形修形理论的基础上,根据摆线啮合副的啮合原理和摆线轮的加工实践,采取5种修形方式优化组合,对三环摆线针轮行星传动减速器摆线轮齿形进行修形,为摆线针轮啮合副齿廓设计提供了理论基础。通过Visual Basic对Solidworks进行开发,实现了摆线轮模型的参数化设计。

船用外行星摆线针轮液压马达的结构优化设计

研究设计了一种新型船用外行星摆线针轮液压马达。以SolidWorks三维造型软件为基础,采用CosmosWorks有限元分析软件与Matlab优化工具箱相结合,以体积为目标建立结构优化设计模型,完成了新型船用外行星摆线针轮液压马达主要结构件的优化设计。结果表明,通过该方法设计的液压马达结构紧凑,体积更小,性能更优。

基于Pro/E及数控铣床的摆线轮CAD/CAM

介绍Pro/E环境下的摆线轮参数化设计方法 ,并在此基础上交互设定工艺参数 ,产生廓形加工的刀位文件 ,生成数控代码 ,实现摆线轮CAD/CAM无缝集成。

分形理论模型的摆线针轮的接触刚度研究

为了准确计算摆线针轮分形面的接触刚度,提出了一种考虑摩擦系数的分形模型。采用修正后的Weierstrass–Mandelbrot函数和微分几何建立了一种2阶抛物线法修形的摆线轮齿与针齿的2维粗糙表面的几何模型,该模型体现了在宏观和微观视野中以独特地形式表达摆线轮齿完全共轭齿廓与针齿的形貌特征;在啮合载荷作用下摆线针轮处于弹性变形阶段,引入了摩擦因子,计算微观层面中的两个粗糙接触面的接触刚度。计算实例结果表明:摆线针轮分形面的接触刚度Kn随着轮廓上的啮合力F的增大而先保持平稳,再快速增长,最后向下倾斜状态。其中,表面粗糙度Ra增加和摩擦因子μ增大,导致接触刚度Kn减小;修形系数a1的增加会放缓接触刚度Kn的增加。以LTCA模型建立的赫兹接触刚度相比,验证了摆线针轮分形模型的正确性,体现了接触刚度Kn求解时,从静态转化为动态过程,单一性转化为连续性的优势。

超精密摆线轮成型磨床人造花岗岩床身瞬态热应力分析

热变形是影响超精密摆线轮成型磨床综合精度的重要因素之一,为了探究超精密摆线轮成型磨床人造花岗岩床身在工作中的瞬态热应力、热变形情况,利用三维设计软件和有限元软件协同仿真的方法,建立超精密摆线轮成型磨床人造花岗岩床身模型,通过对床身施加边界条件及相关载荷来获得床身的瞬态温度场,以获取床身的瞬态热变形、热应力。最后,根据超精密摆线轮成型磨床床身热变形及温度场分布状况,提出了改善床身热变形的若干措施。

遗传算法在反求摆线轮齿廓修形参数中的应用

通过应用三坐标测量仪对FA45-59型摆线针轮减速器的精密测量,求出摆线轮的基本参数和摆线轮齿廓的坐标参数.在此基础上应用曲线拟合的最小二乘法原理建立数学模型.在MATLAB数学软件中应用遗传算法原理编写曲线拟合程序.最终求解出平均适应度、最佳个体(即最佳修形量),通过验证发现,反求出的修形量与理论修形量差值极小,说明反求出的修形量是正确的,可用来反求未知摆线轮的修形参数.