齿形误差影响下RV摆线针轮副的承载啮合特性研究

发布时间：2020-07-24 11:14

【摘要】：摆线针轮行星传动是机器人RV减速器的核心零部件之一,具有啮合齿数多、误差平均效应显著、减速比范围大、传动平稳性好以及寿命能力长等优点,因而广泛应用于高精密制造行业。随着工业技术的突飞猛进,对RV减速器高精密传动的要求越来越高,而其传动精度又取决于关键部件的加工精度和啮合质量的影响。由于摆线轮特殊的啮合运动关系以及加工设备的限制,摆线轮的磨削加工质量和承载下的啮合特性的保证一直是摆线轮制造中的难题。目前,国产减速器由于传动精度低、使用寿命短等瓶颈问题,主要依赖进口,究其原因是RV摆线针轮传动的承载啮合状况研究相对不足。因此本文借助于齿轮的啮合接触分析方法,深入研究了齿形误差影响下的RV摆线针轮行星传动的承载啮合特性,为摆线轮的修形途径、RV减速器的运动精度改善以及国产代替进口等提供了一定的技术支持。1.对摆线的成形原理进行了基础的研究,根据摆线轮的成形原理建立了摆线轮齿廓的数学模型,深入分析了摆线轮在加工、修形中产生齿形误差的因素;通过齿轮测量中心的测量得到摆线轮完整齿廓内的齿形误差值,利用NURBS拟合方法重构出含齿形误差的摆线轮齿廓,得到重构齿廓的参数表达式。2.根据重构齿廓与针齿的啮合特点,提出了一种以摆线轮齿廓与针齿齿廓间最小距离作为啮合间隙的计算方法,从数学和工程的角度计算出考虑齿形误差情况下的摆线针轮副啮合间隙值,得到齿形误差对啮合间隙值的影响规律;并根据传动误差的计算公式,计算得到齿形误差对摆线针轮传动精度的影响规律。3.根据摆线轮针轮副啮合接触力与其弹性变形是非线性关系。本文提出了合理的变形协调条件,建立摆线轮与针齿的啮合受力分析模型,在静力学条件下得到了在考虑齿形误差时各接触齿的接触力与变形的数学表达式,并建立了考虑齿形误差时摆线针轮的综合曲率半径的数学模型,利用最小能量原理计算出齿形误差对同时参与啮合齿数、啮合范围、接触力以及传动精度的影响规律,4.根据重构得到的含齿形误差的摆线轮实际齿面点建立了摆线轮的三维分析模型,研究了有限元模型的网格划分方法,通过有限元仿真分析,得到齿形误差作用下摆线轮齿的受力大小和分布情况以及各接触点处的啮合印痕分布规律,通过仿真结果与理论计算结果的对比,验证理论计算的正确性。
【学位授予单位】：河南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH132.414

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本文编号：2768763