考虑摆线齿廓修形的RV减速器动力学特性分析

来源 :重庆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:W200582166
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RV减速器是一种多用于机器人关节处的高精密减速装置,具有承载能力大、扭转刚度大、寿命长、可靠性高和运行平稳等优点。摆线轮作为RV减速器的核心部件,理论上有一半针齿参与啮合,然而,在实际工程应用中为了弥补制造安装误差、预留合理的间隙形成油膜以保证润滑和拆装方便,需要对摆线轮进行修形。修形后的摆线针轮传动在有效避免卡齿现象、减小啮入啮出冲击和改善啮合性能的同时,摆线轮副啮合刚度、参与啮合针齿数、针齿受力和动态激励均会产生较大变化,是影响RV减速器承载能力、振动、噪声和传动系统动态特性的关键因素。因此开展摆线齿廓修形对RV减速器动态特性影响规律研究,对RV减速器减振降噪具有重要的理论和工程价值。本文以RV减速器为研究对象,开展摆线齿廓复合修形、时变啮合刚度计算、内部动态激励分析、传动系统动力学特性研究、振动响应仿真分析、辐射噪声预估和复合修形参数优化等方面研究。主要研究内容如下:(1)基于啮合原理推导摆线齿廓方程,对考虑曲柄轴偏心误差的摆线传动进行力学特性分析,探讨不同摆线齿廓修形方式和修形参数对力学特性的影响规律;研究考虑曲柄轴偏心误差的摆线轮最佳修形参数计算方法。(2)推导考虑摆线齿廓修形的摆线轮副啮合刚度计算公式,综合考虑时变啮合刚度、啮合阻尼、综合误差和啮合冲击等因素,采用集中参数法建立RV减速器传动系统动力学模型,求解并分析传动系统动态特性。(3)基于ANSYS软件建立包含考虑摆线齿廓复合修形的摆线轮、针齿滚针、内齿轮、中心齿轮、行星轮和轴承等部件的有限元模型。对RV减速器进行模态分析,采用模态叠加法求解其振动响应,以RV减速器内齿轮外壳体振动位移频域响应分析结果为边界条件,建立声学计算模型,采用直接边界元法进行噪声预估,对比分析修形前后RV减速器振动响应和辐射噪声。(4)分析修形量对啮合接触力、接触应力、摆线轮副啮合刚度和振动响应的影响规律,以复合修形参数为设计变量,低接触力为目标对摆线齿廓复合修形参数进行优化,对比分析优化前后摆线轮副力学特性、啮合刚度、振动和噪声。
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