次摆线滚轮齿条传动齿形综合研究

面向机器人移动系统对高精度、高速及大行程传动装置的需求,针对次摆线滚轮齿条传动的齿形理论及啮合特性进行了综合研究。首先,依据次摆线生成原理,综合考虑滚柱-次摆线齿啮合规律,建立了次摆线理论齿形方程、实际齿形方程及齿形曲率方程、曲率半径方程;其次,基于次摆线齿形曲率半径变化规律,结合滚柱与摆线齿啮合过程分析,推导出齿廓不根切条件、压力角及传动重合度计算公式;最后,给出算例,通过三维建模与啮合仿真,验证了前述理论推导的正确性。研究结果表明,采用次摆线齿形,合理选择结构参数,可有效解决摆线滚轮齿条传动的齿廓根切问题,增大传动重合度。

新型行星滚柱滚轮复合传动装置原理及运动学分析

提出了一种将行星滚柱丝杠和次摆线滚轮齿条进行结合形成的新型传动装置——行星滚柱滚轮复合传动装置,该装置不仅具有行星滚柱丝杠结构紧凑、承载力大的优点,还兼具次摆线滚轮齿条传动精度高、低噪声的优点。阐述了该装置的传动原理并建立了传动装置参数匹配设计方法;针对特定工况需求,进行了传动装置的参数设计和三维建模。采用Adams软件完成了行星滚柱滚轮复合传动装置的运动学仿真,验证了该传动装置的基本传动原理及设计的可行性,并分析归纳了部分基本设计参数对运动特性的影响规律。

次摆线滚轮齿条传动啮合副力学性能研究

面向机器人移动系统对高精度、高速及大行程传动装置的需求,针对次摆线滚轮齿条传动啮合力及接触应力进行了综合研究。首先,考虑多齿啮合的静不定问题,建立了啮合副力学模型,根据啮合副变形协调条件和滚轮力矩平衡条件,结合齿廓压力角分析,推导出啮合力公式,并分析了啮合力的变化规律及啮合滚柱间的载荷分配;其次,基于弹性力学赫兹理论,结合啮合点处齿形曲率分析,给出了啮合副接触应力公式,并分析了接触应力的变化规律;最后,结合算例,建立了啮合副有限元模型,通过滚柱与次摆线齿啮合过程的有限元仿真,验证了啮合副力学建模方法与分析结果的合理性。