建立了一种考虑轴承误差与弹性变形的斜齿轮传动精度分析模型,将轴承的误差与弹性变形等效为带弹簧复位的多从动件支撑的凸轮机构,凸轮轮廓表征轴承滚道的误差,弹簧刚度表征轴承刚度,将轴系等效为两组由凸轮从动件弹性支撑的浮动轴,建立了轴系弹性误差运动位移和力平衡方程;采用切片法,将斜齿轮在轴系空间误差条件下的啮合问题离散为一系列直齿轮薄片的平面接触问题,通过分析每一对薄片齿对的相对位置和变形协调关系,求解出由轴线位姿误差和轮齿弹性变形导致的传动误差,并以一个算例说明了轴承精度、误差相位和载荷大小对齿轮传动精度的影响规律。

为深入研究工业机器人用RV减速器动力学特性,采用集中参数法,综合考虑啮合阻尼、时变啮合刚度以及综合啮合误差,建立了RV传动耦合扭转动力学模型,通过数值解法对建立的动力学方程进行求解,得到其振动位移、振动角速度响应及各齿轮副动态啮合力。基于UG与ADAMS建立RV减速器动力学模型,进行仿真分析实验,验证动力学模型的正确性。通过改变啮合刚度分析了啮合力的变化,随着啮合刚度的增加,在一定范围内,传动过程中的啮合力更加稳定,为RV减速器的故障诊断和优化设计奠定基础。

为了研究圆弧齿线圆柱齿轮传动误差,提出了圆弧齿线圆柱齿轮传动的扭转振动模型,并利用3D模型建立动力学模型,分析齿宽、齿线半径、负载及转速等对传动误差的影响。研究表明,不同结构参数和工况时,传动误差在0附近周期性波动;传动误差幅值随着齿宽增大而先减小后增大;传动误差幅值随齿线半径增大呈"W"形变化,即先随齿线半径增大而先减小后增大,然后再随齿线半径增大而先减小后增大;传动误差幅值随负载和转速增大而增大。研究结果为齿轮系统的降噪、润滑、故障诊断及轮齿几何修形等提供了理论基础。

表征精密减速器传动精度的关键参数是传动误差,但目前针对机器人用精密减速器传动误差测量精度分析的问题仍处于空白。为此,以RV减速器为测量对象,利用现有的精密减速器性能试验机,采用测量不确定度评定的方法进行表征,对仪器轴系的回转精度、同轴度进行了实际测量;分析了各误差源对传动误差测量精度影响的程度,计算了各误差源的合成不确定度。结果表明,该精密减速器性能试验机测量精度较高且通过对该试验机进行多组重复性试验,其传动误差测量重复性小于2″,可以满足精密减速器传动误差测量要求。

针对某混合动力系统的齿轮啸叫问题进行了分析和优化。基于测试噪声的阶次分析,锁定了齿轮副噪声源。通过接触斑点测试,表明齿轮副存在明显的偏载问题。对接触斑点的仿真和测试结果进行了对标,仿真结果与测试结果吻合较好,该仿真分析模型可用于后续的微观参数优化分析。对一级小齿轮进行了微观修形参数优化,优化后齿轮接触斑点更均匀,传动误差更小,轴承动态响应力也更小。噪声测试结果表明,修形后的齿轮噪声明显降低。

为准确测量机器人RV减速器的传动误差,分析测量过程中负载和输入转速的影响,指导机器人RV减速器的测量和应用,通过选型关键测试部件搭建了由驱动模块、加载模块、控制模块、测量模块、软件模块和机械模块组成的机器人RV减速器综合试验台,测量了RV-40E和RV-320E不同条件下的传动误差值,得到了传动误差曲线图。基于实验数据拟合出负载、输入转速、不同型号和传动误差之间的关系,分析了负载、输入转速、刚度对于传动误差的影响。结果表明,机器人RV减速器的传动误差随着负载和输入转速的增大而增大,随着刚度的增大而减小,负载对传动误差测量值的影响为3阶次,对其影响较大。

在摆线轮加工过程中,由于受到机床精度、刀具精度、工装夹具精度及轮坯精度等因素的影响,不可避免地会产生齿形误差。为了评估齿形误差对摆线针轮副传动精度的影响,基于实测的摆线轮齿形误差计算出实际齿面坐标点数据。采用非均匀有理B样条(NURBS)曲线对实测齿面数据进行曲线拟合,得到含齿形误差的摆线轮数字化齿廓。依据齿轮啮合原理对摆线轮数字化齿面进行齿面接触分析,获得了考虑齿形误差的摆线针轮副传动误差曲线。仿真结果表明,齿形误差会改变摆线轮传动误差曲线的形状和幅值。

为了分析和改善等基圆齿锥齿轮在实际工况下的承载能力、传动性能,对其进行齿面接触分析(TCA)模拟锥齿轮齿面接触印痕和传动误差。在不考虑安装误差的情况下对锥齿轮同时进行齿线和齿廓修形,分析齿线和齿廓修形参数的改变对锥齿轮传动误差以及齿面接触区域变化的影响,通过调整修形参数改善齿轮的啮合特性,实现较好润滑性能和传动平稳性的目的。通过一对修形后的等基圆锥齿轮的加工和滚检,验证了TCA修形程序的正确性,为该型齿轮的啮合性能分析提供了理论依据和实验基础。

以广泛应用于工业机器人关节的精密RV(Rotate Vector)减速器为研究对象,结合传动误差测量原理,使用高精度编码器搭建了高精密测试台,借助LabVIEW软件编制了专用数据采集和处理程序。对进口品牌减速器和国产减速器进行了传动误差测量试验,并对传动误差结果进行了滤波分析处理,分析结果能直观反馈减速器传动误差的主要贡献源,可以对RV减速器关键零部件的优化设计和制造工艺改进提供可靠的参考依据。

摆线针轮行星传动是目前工业中常用的一种传动方式。实际加工和装配摆线轮与针轮时,各针齿的位置和半径难以精确为理论值,而是在加工误差范围内波动的随机变量,这会对摆线针轮的实际啮合情况有所影响。啮合力影响着摆线针轮传动的传动精度和平稳性,进而影响传动误差。推导了一种基于赫兹公式来计算摆线针轮传动啮合力的方法,提出在摆线轮与针齿啮合时存在针齿位置和半径的综合随机误差,推导了考虑这种综合随机误差的相对转角计算公式,并进一步结合算例进行了考虑随机误差的啮合力计算,分析了啮合力的变化对传动误差的影响。计算模型对机器人高精密减速器传动精度设计具有借鉴意义。