EFFICIENCY ANALYSIS OF DOUBLE CRANK RING-PLATE-TYPE PIN-CYCLOIDAL GEAR PLANETARY DRIVE

From the general formula for calculating the efficiency of planetary geartrains, the efficiency of the double crank ring-plate-type pin-cycloidal gear planetary drive isderived. To prove the theory, an experimental study has been conducted. The tested value of theefficiency of a sample set of the new-type drive in the experiment agrees with the calculated one.It shows that the new-type drive is of not merely high bearing capacity, but also quite highefficiency.

考虑齿形误差影响的摆线针轮承载特性分析

针对缺乏考虑齿形误差的承载分析软件,导致分析结果不符合实际工程状况的问题,提出了1种包含摆线轮齿形误差的摆线针轮副承载特性分析方法。利用三次非均匀B样条准确描述出包含齿形误差的摆线轮实际齿廓,构建并分析了摆线针轮误差齿廓接触分析模型(error tooth contact analysis,E-TCA),得到了初始啮合位置参数及啮合间隙。在此基础上,建立了齿形误差影响下的摆线针轮副负载接触分析模型,确定了零部件多体接触之间的力矩平衡和变形协调关系,利用能量最低原理获取了真实承载特性。通过有限元模型验证了RV-40E型号减速器的摆线针轮承载特性。结果表明:由于齿形误差的影响,啮合齿数减少了1对,啮合应力和传动误差增大了5.3%和5.7%。

双摆线针齿传动齿廓特性与啮合特性分析

将双摆线齿廓运用到NN型少齿差行星齿轮传动领域,通过分析内外摆线轮齿廓的凹凸性、曲率和曲率半径,获得了内、外摆线齿廓的特性;通过图解法推导双摆线针齿传动中内、外摆线轮的压力角计算公式,获得了啮合过程压力角变化规律,以及双摆线针齿主要参数对于内、外摆线轮压力角的影响;通过对等距修形和移距修形进行研究,表明齿廓修形对齿形有明显影响。

基于压力角的摆线针轮齿廓曲线优化方法

根据摆线针轮传动理论,提出一种基于压力角的齿廓优化方法。将摆线针轮齿廓分为工作段与非工作段,区分影响工作段压力角的因素为修形参数与设计参数,讨论两类参数对压力角的影响,以此两类参数为设计变量,以工作段平均压力角为目标函数,以运动与润滑要求确定边界条件,对RV⁃550E型减速器摆线轮进行优化设计。结果表明,此方法使算例的工作段平均压力角降低了4.14%,使单齿啮合过程的压力角最大值降低了1.35%,优化前后接触齿对最大Mises应力下降了20.77%,发生位置由摆线轮转移至针轮,模型质量减小了9.38%,在确保无根切现象的同时能获得良好的组合修形效果。

最低形变能条件下摆线针轮承载啮合区间确定方法

针对摆线针轮缺乏有效载荷分析方法的问题,本文提出了一种基于最低形变能的摆线针轮负载特性分析方法。通过引入最低形变能,确定了实际的同时啮合齿数,获取了符合工程实际的真实负载特性,并通过有限元仿真和测量实验,验证了引入最低形变能理论分析方法的正确性和有效性。结果表明:最大可能啮合齿数的预测结果、利用能量最低原理计算的结果和有限元分析结果均为16齿,理论计算、实际测量和仿真分析的传动误差曲线都呈现出相对一致的抛物线趋势,其最大波动幅度分别为3.83′、3.66′和3.70′。

新型活动柱销式摆线减速器设计及模态特性分析

提出了一种新型活动柱销式精密摆线减速器。首先,阐述了活动柱销式摆线减速器的传动原理与结构特点,该新型摆线减速器设有活动柱销输出机构,将输出柱销与柱销孔之间的滑动摩擦转变为滚动摩擦,可显著提高减速器传动效率;其次,对关键传动零部件的静力学特性进行了计算,分析了摆线齿廓修形和柱销孔配合间隙分别对摆线传动啮合力和活动柱销接触力的影响;然后,基于有限元技术对减速器整机的模态特性进行分析,获得了减速器各阶固有频率和振型特征;最后,完成了活动柱销式摆线减速器物理样机制造并进行了传动效率测试,为工业机器人精密减速器产品创新提供了一种有效的技术方案。

大速比复合少齿差齿轮传动啮合特性分析

在分析大速比复合少齿差齿轮传动装置的传动原理和结构特点的基础上,从系统角度出发,考虑该传动装置的三级传动系统耦合变形、摆线轮、输出盘、行星架及各级箱体的具体结构,建立了大速比复合少齿差齿轮传动整机有限元啮合特性分析模型。对该传动装置中的摆线针齿啮合特性、各关键零部件受力和整机传动误差进行仿真分析,讨论了摆线针轮多齿啮合的动态过程。结果表明,减速器运转过程中,各零部件应力波动幅度较小,且均远低于其材料屈服极限;两片摆线轮总是一刚一柔同时承载,刚性区轮齿为主要承载区,柔性区轮齿受力较小,两片摆线轮啮合轮齿数量总和在9~11之间波动;传动误差曲线平稳,呈现周期性,无明显长波,整机传动误差峰峰值为46.719 5″。该研究结果为大速比复合少齿差传动装置的动态特性和啮合特性参数优化设计提供了理论依据。

RV减速器摆线针齿传动机构线外啮入冲击研究

针对摆线针齿传动机构啮合间隙引起的线外啮入冲击,进而导致RV减速器传动误差突变和振动冲击增大的问题,基于H-C(享特-克罗斯利)接触碰撞模型和Hertz(赫兹)接触碰撞变形规律,提出考虑摆线轮齿廓修形参数和机构设计参数的线外啮入冲击力模型与分析方法。首先,基于线外啮入冲击产生机理,确定了理论啮入点与实际啮入点,明确了弹性扭转角的计算方法。其次,基于H-C接触碰撞模型与Hertz接触碰撞变形规律,提出了考虑阻尼力的摆线针齿传动线外啮入冲击力模型。然后,采用多变量拟合方法,构建了摆线轮移距修形和偏心距与啮入冲击力的映射关系,揭示了摆线针齿传动机构线外啮入冲击的影响机制。最后,应用Ansys瞬态动力学模块进行摆线针齿传动机构碰撞动态力的仿真计算。结果表明:啮入冲击力随负移距修形量的减小而增加,随正移距修形量的增大而增加,随偏心距的减小而增加;理论和仿真得到的最大冲击力误差为7.98%,尚在允许范围内,验证了线外啮入冲击模型的可行性。该研究结果可为RV减速机摆线针齿传动机构的设计与优化提供理论依据。

考虑周向间隙的摆线针轮承载接触分析

针对传统算法未考虑摆线轮实际运动形式导致结果与实际不符的问题,以RV减速器中摆线针轮副为研究对象,提出一种考虑周向间隙的摆线针轮承载接触分析方法。基于公转与自转坐标系,确定最先接触齿对相对位置,建立周向间隙几何分析模型;根据转化机构法与坐标变换原理,将周向间隙作为啮合间隙,计算待啮合点位置;应用变形协调条件、赫兹接触理论、扭矩平衡方程,建立周向间隙下的摆线针轮承载接触分析模型;分析不同输入转角下的啮合齿数、啮合力、接触应力和传动误差。结果表明,啮合齿数、传动误差呈现周期性变化,啮合力和接触应力在摆线轮齿廓曲线凹凸过渡点处产生突变,全周期下的最大啮合力和最大接触应力大于初始位置,因此该方法为摆线针轮副的承载传动特性分析提供理论基础。

摆线针轮传动的啮合区间计算方法研究

针对摆线针轮传动齿廓修形量优化过程中无合适约束条件、逆向工程难以确定摆线轮齿廓修形量以及对摆线针轮传动特性研究时其啮合区间无法获取等问题,开展了摆线轮啮合区间确定方法的研究。首先,对刚度进行分析,确定了影响刚度的主要部件。然后,通过关键部件处的接触刚度分析,分别建立了滚针轴承、圆锥滚子轴承以及摆线轮啮合点扭转刚度模型。在此基础上,推导出以滚针轴承、圆锥滚子轴承以及整机扭转角度为变量的摆线轮扭转刚度方程。最后,依据啮合点连续性原理,计算出所有满足啮合点扭转刚度之和近似等于摆线轮扭转刚度的啮合区间,并依据摆线轮初始啮合点不随负载增加而改变的原理,最终实现对不同负载下可行啮合区间的筛选。该方法分析结果与实际情况基本吻合,并且无须对减速器进行拆解,可以为摆线针轮传动设计和优化提供必要的参考数据。

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。

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。

高承载能力高传动效率新型针摆行星传动研究

研究出一种具有实用价值的新型摆线针轮行星传动———双曲柄环板式针摆行星传动。简述了双曲柄环板式针摆行星传动原理、结构特点,着重论述了其优化设计、效率分析等理论与方法。理论研究及样机性能试验结果证明了双曲柄环板式针摆行星传动不仅具有很高的承载能力,同时具有较高的传动效率,是一种极具发展前景的传动型式。

机器人用RV减速器针摆传动啮合刚度计算

提出了一种摆线针轮传动中针摆啮合综合刚度的计算方法,该方法基于Hertz公式,在求解单对针齿啮合刚度时,考虑摆线轮齿廓曲率的影响,推导出了单对齿啮合刚度公式,在此基础上,根据修形摆线轮有隙啮合受力分析结果,建立了摆线针轮传动的啮合模型,计算时首先确定在传动过程中任意时刻进入啮合状态的齿数,再对各齿的刚度进行叠加得到摆线针轮综合啮合刚度.此方法得到的扭转刚度数值较传统方法计算结果更合理.

摆线针轮行星齿轮机构回转精度的仿真研究

利用质量弹簧等价模型法建立了摆线针轮行星齿轮传动机构回转精度分析的数学模型。以VC++和MAT-LAB分别作为前后台程序开发语言,结合接口技术研制出了摆线针轮行星齿轮机构回转精度的仿真软件,并根据实例验证了仿真结果。采用前后台分离的设计方法实现了仿真软件极强的可扩展性,为在计算机上进行类似的传动精度仿真提供了一种新的思路。

双曲柄环板式针摆行星传动降低振动与噪声的优化设计与试验

双曲柄环板式针摆行星传动是一种高承载能力和高传动效率的新型传动装置。它有多种结构型式,从中选择两种主要结构型式,以提高承载能力为目标进行优化设计,研制出样机进行性能试验,它们都具有高的承载能力和高的传动效率。介绍这两种能传递更大功率且动态特性更优的主要结构型式和进一步提高其动态特性的研究成果。其中,以提高承载能力为目标进行优化设计的三齿轮联动双曲柄四环板针摆行星传动的样机,高转速满负荷工作时的噪声为92 dB;而振动的评级为好。经过以降低振动和噪声为目标的改进优化设计后,高转速满负荷工作时的噪声为85 dB,噪声降低了7 dB,其评级指标也上升为'好';同时样机的振动性能又得到进一步的改善。

修正齿形针摆传动初始间隙计算方法

以实际齿廓公法线上的距离为齿廓间隙,提出了一种修正齿形针摆传动初始间隙的准确计算方法,并开发了相应的计算程序,计算了汽车座椅调角器的空转角,并通过实际啮合状态仿真证明了该计算方法的正确性.运用该程序,还研究了修形方式与初始间隙、修形量与空回转角及啮合位置的关系,得出了负等距加正移距修形可以获得最小的空转角度、啮合位置与修形量大小有关的结论,并用以指导汽车座椅调角器性能的改进设计.

2K—V型行星传动中摆线针轮啮合的传动精度研究

根据 2K—V型传动中摆线轮与针轮的啮合关系 ,建立了实际齿廓的啮合误差与传动精度关系的计算式 ,并提出了综合啮合误差这一量化误差集合来评判传动误差 ,使得加工公差与传动精度有一个定量的关系 ,从而为研制开发高精度摆线齿 2K V型传动的加工制造提供了依据。结合实例的计算分析和试验测试 ,验证了所建立的啮合误差与传动精度关系和所作计算的正确性。

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。

RV减速器针摆传动啮合特性分析

在分析RV减速器的传动原理和结构特点的基础上,从系统角度出发,考虑RV减速器两级传动系统耦合变形、摆线轮轮辐结构以及轴承刚度,建立了RV减速器啮合特性分析模型。对RV减速器针摆传动啮合特性进行了仿真分析,具体讨论了摆线轮轮缘厚度、修形量以及载荷大小对啮合特性的影响规律。同时根据所建立的分析模型对RV减速器的扭转刚度进行了分析。最后通过对RV减速器进行了针齿壳齿根压应力实验测试以及扭转刚度实验测试,验证了仿真分析的正确性。