由于自身结构上的特点,谐波传动系统存在柔性变形、摩擦和外界不确定干扰等非线性因素。传统控制器大多对系统进行了一定程度的简化,或未考虑非线性外界扰动,导致所设计的控制器性能达不到预期效果。为了提高系统精度,建立了考虑系统非线性刚度和非线性摩擦的谐波传动系统动力学模型;基于试验数据,采用最小二乘法对模型进行参数辨识;采用径向基函数(Radial Basis Function,RBF)神经网络在线逼近系统非线性摩擦和外界不确定干扰力矩,并提出了一种基于RBF神经网络的自适应反演控制器;利用Lyapunov稳定性理论,证明了其闭环系统的收敛性。仿真结果表明,与普通Back-stepping控制相比,在受到外界未知干扰后,所提出的RBF神经网络自适应反演控制能有效地逼近系统非线性摩擦和外界未知干扰,其跟踪误差峰-峰值能迅速稳定到0.00082 rad;而Back-stepping控制对外界...

针对一种以线齿轮为核心传动元件的行星线齿变速器,研究了装配误差对其传动精度的影响。介绍了该行星线齿变速器的结构组成及不同传动方案的特点,建立了轮系空间啮合坐标系,以及啮合时线齿行星轮、线齿太阳轮以及外线齿圈的参变量之间的定量关系;分析了外线齿圈与线齿行星轮之间以及线齿行星轮与线齿太阳轮之间的角度误差和位移误差的产生原因,并采用齿面接触分析方法(TCA),对行星线齿变速器的装配误差模型进行了数值分析。结果表明,在行星线齿变速器的装配中,绕水平轴旋转的角度误差、外线齿圈纵截面内的位移误差以及线齿行星轮横截面内的位移误差,对传动精度有较大影响。研究对该行星线齿变速器的设计和装配具有指导意义。

谐波减速器的传动误差是由零件加工及装配过程中的几何偏心和运动偏心等偏心矢量耦合而成的,具有频域性特点,并且各种单因素引起的传动误差分布概率符合瑞利分布。通过空间运动学、谐波啮合原理,建立了基于瑞利分布的传动误差多因素耦合模型,完成了置信区间可达99%的谐波减速器传动误差的预判模型。通过预判模型能够计算出各传动误差源的权重系数,提出一种基于误差源权重系数、从控制零件加工制造精度重新优化分配传动误差的逆向分析方法,在满足传动误差设计指标的同时,可最大程度降低加工制造的难度及成本,具有重要的工程应用价值。最后,针对40型谐波齿轮减速器进行传动精度的逆向理论分析和实验验证对比,实测结果与理论计算值吻合。

基于渐开线和摆线齿廓方程,在Creo中分别建立了考虑修形的渐开线齿轮和摆线齿轮三维参数化模型,得到RV-20E精密减速器整机参数化模型。将整机模型导入Adams中建立虚拟样机,进行运动学仿真,得到渐开线行星齿轮、摆线轮和行星架的角速度曲线。采用理论计算结果验证了所建虚拟样机的正确性;研究了两级修形对机器人精密减速器传动精度的影响。在考虑第一级修形时,结合修形变量分别建立6组虚拟样机,由仿真结果可知,考虑齿廓修形后的左右渐开线行星齿轮的运转平稳度分别提高了86.5%和82.6%;相较于仅考虑摆线轮修形,结合摆线轮修形考虑两级修形后,精密减速器的运动传递更加平稳,传动精度提高1.8%,运转平稳度提高30.5%。

以TK13250E数控转台为对象,研究数控转台的传动机构蜗轮蜗杆存在的各项误差对传动精度的影响。利用动力学仿真软件Adams对蜗杆副进行仿真,对比仿真结果与理想结果来验证虚拟样机的正确性。利用Adams对蜗杆副的选材误差、制造误差、使用误差以及它们随机产生的综合误差进行全面仿真,得出不同误差对精度的影响程度。为了研究数控转台在过载荷下的精度衰退规律,设计了数控转台精度衰退加速磨损试验。试验表明,随着蜗轮磨损量增加,数控转台的定位精度和重复定位精度开始下降。

以高精度RV-80E减速器为研究对象,针对其结构特点,利用ADAMS多体动力学仿真软件建立RV减速器的刚柔耦合模型,并验证了模型的正确性。同时利用刚柔耦合模型设计了几组不同误差的仿真样机,通过仿真分析了不同误差因素对整机传动精度的影响。通过不同的组合误差因素,得出正等距+负偏移距或负等距+正偏移距的误差组合可以有效地减小传动误差对整机传动精度的影响,最后通过实验研究,得出了影响第二级传动误差过大的主要因素,为RV减速器的生产制造提供了一定的理论依据。

基于多体动力学软件RecurDyn,建立新圆弧齿同步带传动的虚拟样机模型并进行仿真计算。仿真应力云图显示,主、从带轮啮入和啮出处同步带承受载荷最大。对动态虚拟样机啮入和啮出区分析表明,带齿面受载、带挠曲是带载荷增大主要原因,而带齿顶部受载可以有效降低齿根载荷;同步带的多边形效应和啮合冲击产生的系统内部激励,是从动轮角速度波动的主要原因;从动轮速度输出结果表明,速度波动是周期谐波函数。

针对微线段行星齿轮传动精度中回差计算困难的问题,考虑了齿轮固有误差、装配误差及齿轮时变啮合刚度的影响,提出了基于微线段齿轮侧隙的行星齿轮传动回差模型,通过蒙特卡洛模拟法,针对3K-I型行星轮系,计算所得微线段行星齿轮的理论回差值比渐开线行星齿轮的回差值小约5.92%。在同等情况下进行试验验证,结果表明,试验所得微线段行星齿轮回差值在理论模型计算范围内,且微线段行星齿轮回差值较渐开线行星齿轮的回差值小6.25%,验证了该微线段行星齿轮传动回差模型的正确性。

针对光热发电中塔式太阳能热电系统的定日镜传动系统对传动精度要求高,普通传动装置难以满足的现状,利用谐波传动具有高精度的优点,并结合零齿差输出与谐波传动的特点,研制了一套短筒谐波传动装置。从统计学与概率理论出发,运用蒙特卡洛方法对装置的传动误差进行了模拟计算,并进一步对装置的传动精度进行了敏感性分析。结果表明,其传动精度能够满足定日镜的要求;柔轮与输出刚轮对传动精度影响最大;所研制的谐波传动装置相比于传统的谐波传动具有更小的长径比,实现了其体积的小型化。

介绍了RV减速器的主要性能指标,详细介绍了RV减速器启动力矩、传动精度检测原理与装置,通过对比试验的方法研究了单位自主研制的RV减速器的性能,对测试数据进行了分析,在此基础上探讨了提高RV减速器性能的方法。