摆线钢球行星减速器的误差分析及优化设计

发布时间：2020-07-11 13:06

【摘要】： 摆线钢球行星减速器是一种新型减速器,它利用钢球作为介体传递同轴间的运动和动力,纯滚动传动代替滑动传动,具有结构简单、制造简便、成本低、摩擦损耗低、传动效率高。其在机器人等精密机械中具有较好的应用前景。现代工业对传动的精度要求越来越高,故对摆线钢球行星减速器传动误差分析就显得尤为重要。由于它的公差标准还没有制定,从工程实际的角度来讲,在给定精度要求下,公差的选择还无章可循;另外用传统设计方法设计的摆线钢球行星传动虽能满足要求,但设计参数不一定是最合理的,且设计效率低,成本高。这些都制约了其推广和应用。所以本文从摆线钢球行星传动的传动误差、优化设计两个方面对其进行了研究。主要研究内容如下: (1)参照摆线齿轮精度标准,结合摆线盘的齿廓特点,对摆线钢球行星减速器的精度标准进行研究,研究其中心盘、行星盘精度项目及其公差;通过摆线针轮行星传动减速器和摆线钢球行星减速器各项特性的对比,说明选择其中心盘、行星盘公差时可以借用摆线齿轮公差;根据使用效果等效原则,以其行星盘和中心盘半径和短副系数为线索查取行星盘和中心盘公差。通过分析摆线盘传动误差和W机构误差,建立了其传动误差统计公式,根据各项误差的概率分布规律,运用蒙卡洛特模拟方法模拟系统误差的生成。通过摆线钢球行星传动的实例计算与已有的实际试验测试结果的比较,从而验证了所建立的摆线齿轮及摆线钢球行星传动误差统计式的正确性,说明了此方法的可行性和准确性。运用该方法不仅能在预先给定精度的情况下选择公差,满足精度要求,还可避免不必要的精度浪费。 (2)为了使摆线钢球行星传动具有良好的传力性能,建立了体积最小和传动效率最高为目标函数的的双目标有约束优化问题,并将遗传算法运用于其参数化设计当中。在优化计算过程中采用等权重分配法把多目标问题转化为单目标问题,采用惩罚函数法把有约束优化转化为无约束优化问题,实现了其多目标优化,为摆线钢球行星传动的设计提供了一种新的优化设计思路。给出了优化实例,通过遗传算法所得结果与传统的优化算法计算结果的对比,说明将遗传算法应用于摆线钢球行星传动优化设计中是可行和有效的。为其优化设计提供了一种新的有效可行的方法。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TH132.46
【图文】：

行星传动机构,摆线,钢球

代工业的发展要求减速器体积小、重量轻、承载能力大、传动精。除此之外在很多特殊的领域，如工业机器人和一些要求精确定动精度则有着更高的要求。钢球行星传动概述球行星减速器应用球行星减速器是一种新型减速器，它利用钢球作为介体传递同轴动组成零件少，多为标准件和回转件，工艺性能好，型号小巧。动，具有结构简单，制造简便，成本低，摩擦损耗低，传动效率精度高，体积小，重量轻，传动比大等优点。因而，应用在狭窄辆刮水器中，将充分发挥其小型、重量轻的特点，尤其在石油钻化更有突出的作用。其在机器人、精密测量仪器、航天器、伺服精密机械中具有较好的应用前景。球行星传动的结构与传动原理

行星传动,钢球,封闭槽,摆线

而输出轴（盘）8 通过轴承 11 和 12 装在旋。在中心盘 3 的左端面上加工有外摆线封闭槽，Z1，在行星盘 6 的右端面上加工有内摆线封闭槽，Z2，并且有关系式 Z2-Z1=2 ，在内、外摆线封闭槽5 的数量为 NQ=（Z2+ Z1）/2 。而在行星盘 6 的左端工有数量相同的环形槽，行星盘 6 和输出轴（盘） 7 ，钢球 7 的数量分别与两盘的环形槽数相同。

平面视图,输出机构,平行四边形,平行四边形机构

第三章等速输出机构误差分析构的设计，由于行星轮的轴线为动轴线，因此把行星轮的运转速传动机构，称为输出机构，即 W 机构，其作的等速传递。构的原理的传动原理为平行四边形机构，平行四边形输出机构的平面视图，a HO O 等于偏心距 e ，BC 等于O 杆引出，由于H aO O BC 是一个平行四边形机构，置， OC 杆的角速度始终等于aO B 杆的角速度，而度，这样便把行星盘的角速度等速比传递到输出轴

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