论文部分内容阅读
精密齿轮减速器以其传动比大、高功率密度、扭转刚度大、传动精度高、抗冲击性强、寿命长等优点,广泛应用于国防、精密仪器、航空航天、工业机器人和医疗器械等领域。变厚齿RV减速器是由摆线减速器发展而来的一种精密减速器,可通过碟簧自动调整变厚齿外齿轮的轴向位移来调整其侧隙,理论上能实现零侧隙传动,具有重要的应用前景。变厚齿RV减速器的动态特性对整机性能有重要影响,但是目前国内外学者对其研究相对较少,尤其是加工误差对动态特性的影响尚无系统研究。基于此,本文从系统角度出发,基于集中参数法,考虑轮齿的时变啮合刚度、轴承刚度、碟簧刚度、加工误差、阻尼和传递误差等因素,建立了考虑加工误差的系统弯-扭-轴耦合动力学模型,并对样机进行了动态特性分析,探讨了系统参数和加工误差对变厚齿RV减速器的动态性能的影响规律。主要研究内容如下:(1)分析了变厚齿RV减速器传动原理;根据系统的结构特性,提出了变厚齿RV减速器样机的设计方案;完成了零部件几何建模,进行了虚拟样机的装配和干涉检查,对虚拟样机进行运动学仿真分析,仿真结果验证了样机满足设计指标。(2)考虑时变啮合刚度、轴承刚度、碟簧刚度、阻尼和加工误差等因素,基于Lagrange方程,根据集中参数原理,推导了考虑加工误差的相对振动位移以及系统动力学方程,建立耦合两级传动的弯-扭-轴耦合非线性系统动力学模型。(3)讨论了减速器的质量特性、阻尼和刚度(包括轴承刚度以及各齿轮副之间的啮合刚度)等动力学参数的计算方法;基于有限元法详细研究了变厚齿齿轮副啮合刚度的计算方法,研究了节锥角、齿顶高系数等设计参数及齿轮结构参数对变厚齿齿轮副啮合刚度的影响规律,得到了综合啮合刚度曲线;通过对样机的动态啮合力和主要承载构件的振动加速度的计算结果进行分析,验证动力学模型的正确性。(4)利用上述动力学模型,对变厚齿RV减速器的动态特性进行分析;研究输入转速、碟簧的初始压缩量、加工误差和载荷等因素对整机的动态性能指标的影响规律,为变厚齿RV减速器的设计提供了理论依据。