结合分形理论构建了摆线轮齿与针齿的形貌模型,基于改进的Herschel-Bulkley模型提出的脂润滑线接触膜厚公式,对修形后的摆线轮齿与针齿啮合过程中的最小膜厚进行了研究。确定了啮合过程中最小膜厚出现的位置,并分析了摆线轮齿的宏观设计参数和修形参数对最小膜厚及润滑状态的影响;通过经验公式确定基本参数,进一步结合弹流润滑数值计算研究了摆线针轮传动的润滑特性。

为深入分析斜齿轮传动的动态啮合特性,构建了斜齿轮啮合副的柔性动力学模型,应用多体动力学方法对啮合副动态特性进行了仿真分析,采用单因素法研究了不同负载、不同变位系数及不同螺旋角对斜齿轮传动的动态传动误差、轮齿最大受力、轮齿最大滑动速度的影响。研究表明,变位系数对传动误差、轮齿最大受力及最大滑动速度的影响相关性一致;螺旋角对传动误差、轮齿最大受力的影响相关性相同,但不同于螺旋角对最大滑动速度的影响。

摆线针轮传动机构是RV减速器最为关键的部分,摆线轮和针轮接触的静态和动态分析是研究摆线针轮传动的基础。基于赫兹接触理论和摆线针轮啮合原理,针对摆线全齿接触的特点,研究了摆线针轮静态和动态情况下的啮合特点及规律。在考虑针齿半径误差和针齿安装误差的情况下,应用正交试验的方法研究相同初始间隙下不同修形参数对摆线针轮啮合接触特征的影响,得出接触状态下角传动误差和最大接触载荷的发展规律。结果表明针齿的半径误差和位置误差对于同等初始间隙下的角传动误差为非关键影响因素;在同等初始间隙下,当存在针齿半径和位置误差时,对接触载荷影响程度依次是针齿半径误差>针齿径向误差>针齿角度误差。

摆线针轮传动机构是工业机器人关节减速器的关键部件，针对现有研究对摆线针轮传动机构啮合过程中，对摆线轮齿与针齿上啮合点的运动及受力情况缺乏关注的问题，提出了对摆线轮齿进行齿廓离散的仿真思路。通过矢量法建立了同一坐标系下摆线轮与针轮的齿廓方程。应用MATLAB对齿廓方程进行了验证并确定了针齿上参与啮合的范围；基于齿廓方程构件了摆线针轮传动机构的全参模型；应用ADAMS进行运动学及动力学仿真，在摆线轮齿上等距设置了51个marker点，并提取了每个marker点的轨迹曲线及与针齿的接触应力。仿真结果表明，齿廓离散的仿真方法在啮合运动的运行规律研究中直观明了。清晰地揭示了针齿在与摆线轮齿啮合时具有两次接触单次受力的特性。