双圆弧弧齿锥齿轮章动传动的齿面接触特性对安装误差极为敏感。为揭示安装误差对齿面接触特性的影响规律,开展了含安装误差的双圆弧弧齿锥齿轮齿面接触分析。推导出章动式双圆弧弧齿锥齿轮齿面方程;借助齿面接触分析(TCA)获得齿轮副的齿面接触迹线和几何传动误差;通过算例分析了内、外锥齿轮锥点误差及齿轮副轴线交角误差对双圆弧弧齿锥齿轮副齿面接触特性的影响规律。研究表明,随着各项安装误差的增大,齿轮副接触迹线沿齿高方向的偏移量增大;凸、凹齿面接触迹线沿齿高方向的偏移量对安装误差变化的敏感程度不同;正的安装误差比负的安装误差对齿轮副传动误差影响更大。为获得理想的啮合性能,应合理控制章动式双圆弧弧齿锥齿轮副的安装误差。

内啮合章动弧齿锥齿轮齿面数学模型推导过程较为复杂。为了建立不同齿廓章动锥齿轮模型并进行加载接触分析,利用通用法向基本齿廓建立了假想媒介冕齿轮齿面通用数学模型。根据冕齿轮与章动内啮合弧齿锥齿轮的啮合关系,推导得到适于不同齿廓的章动弧齿锥齿轮齿面通用数学模型。再以渐开线与双圆弧为法向基本齿廓,分别建立了渐开线和双圆弧两种齿廓的章动弧齿锥齿轮齿面模型及其三维模型。利用有限元软件分别对高低功率、不同齿廓的章动内啮合弧齿锥齿轮进行了加载接触分析。结果表明,负载大小对渐开线弧齿锥齿轮的加载接触特性影响较大;双圆弧弧齿锥齿轮相对于渐开线弧齿锥齿轮具有承载能力更大、传动更平稳的优点。

针对车辆所需传动比较大时传统行星齿轮轮毂减速器存在零部件多、轴向尺寸大及轮系周边安装复杂的问题,以电动轿车为研究对象,提出了一种基于单级章动传动的新型轮毂驱动减速器。阐述了其工作原理和传动过程,完成了结构设计和传动效率计算,建立了虚拟样机模型,并开展了有限元分析仿真,探讨了减速器在静载荷下最大接触应力的产生部位与产生原因,验证了结构的可靠性与合理性。

针对现有机器人谐波减速电机柔轮刚度较弱,存在较多机械摩擦的问题,结合章动减速运动与磁力啮合原理,提出了一种新型章动减速电机。阐述了其结构特点与传动方式,给出了其设计方法及参数选择。利用Maxwell有限元软件分析了减速电机的内部磁场特性与矩角特性。