在变转速工况下对RV减速器进行故障诊断存在诸多的问题,如信号采集频率不统一、分量调制、低频特征难以确定、频率模糊等,导致RV减速器的故障特征难以提取。针对此问题,提出一种变分模态分解的阶次跟踪分析方法,根据RV减速器的振动特征,确定RV减速器的瞬时转速信号和振动信号;再对RV减速器的转速进行二阶拟合差分,得到时间-转速信号;通过计算时间-转速积分对RV减速器的振动信号进行等角域划分,再利用变分模态分解和重构选取目标分量对其进行傅里叶包络变换,得到RV减速器故障信号的包络阶次图,通过对比故障阶次确定减速器的故障点。所提方法可以在振动信号和转速的采集频率不匹配的情况下进行故障诊断,解决了不能充分划分等角域的问题,为变转速工况下的复杂旋转机械的故障诊断提供了新方法。

在精密RV减速器摆线轮修形过程中,RV减速器回差和传动误差难以获得综合提升,且摆线轮的修形方式多为单目标修形或加权单目标修形,不符合实际工程情况。为此,采用TCA法建立传动误差模型和回差模型,提出一种带有指数型非线性递减惯性权重和迭代更新学习因子的多目标粒子群算法。以回差和传动误差为目标函数,利用改进算法进行复合修形量的优化,通过隶属度函数获得最优化解。利用Adams和MATLAB分别分析不同修形方法下RV减速器的回差和传动误差情况。结果表明最终优化修形后的回差比等距、移距修形分别减少了0.02′、0.04′,传动误差分别减少了6.6%、7.8%。

以工业机器人用RV减速器为研究对象,结合其一级渐开线齿轮减速和二级摆线针轮减速的啮合特性,逐个分析了机构中各主要构件的原始误差对系统输出转角的影响,以此为基础建立了该机构的误差传递分析模型,该模型详细解释了机构的各种原始误差与机构输出误差的对应关系,并以RV40E型减速器为例,进行数值演算和实验分析。结果表明,输出盘轴孔偏心误差对机构输出转角影响最大,摆线轮齿形误差和曲柄轴偏心误差次之,渐开线齿轮机构的误差影响最小,同时输出盘和行星架固连引起的反馈误差在精密的RV传动中也是不容忽视的。

以RV减速器为研究对象,结合其结构特点和传动原理,建立系统动态传动误差的数学模型并进行求解。建立RV减速器三维装配模型,导入ADAMS仿真软件。利用MATLAB中的New-Mark法计算仿真得到的输出速度,获得减速器传动仿真误差,并进行频谱转换,与数学模型计算的结果进行对比。搭建RV减速器传动误差的测试实验平台,测量RV减速器的传动误差。通过对比实验结果、仿真结果、数学模型计算结果,验证了仿真模型和数学模型的准确性。

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减速器刚柔耦合模型,并验证模型的正确性。采用刚柔耦合模型设计了多组不同误差的仿真样机,并通过仿真分析了不同误差因素对整机传动精度的影响。分析不同的误差组合方式,得出正等距和负移距、负等距和正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。通过实验测试,分析了国内外RV减速器传动精度的差异。分析了RV⁃80E减速器传动误差和误差频谱,确定了二级传输误差为影响传动精度的主要原因。研究结果为减速器批量化生产提供了参考。

基于有限元分析方法,研究加载状况下摆线针轮啮合副初始啮合时齿廓对的接触状态。考虑摆线针轮啮合副的齿廓修形和摆线轮齿廓线的建模精度,利用ANSYS自带的APDL语言建立了摆线针轮啮合副的三维模型。考虑有限元网格质量及有限元模型的计算效率,利用VSWEEP命令生成了有限元模型并局部细化了网格。最后考虑摆线针轮的实际工况,建立了摆线针轮的接触对和边界条件。分析结果表明:摆线针轮初始啮合瞬间一共有6个齿参与传力,其中最先接触齿为第6齿,并且在啮合齿廓对附近摆线轮齿及销孔变形比较大。

针对RV减速器回差的优化问题,基于RV减速器的二级结构和扭矩传递路径,从零件误差角度对回差影响因素进行分类.以工业机器人用RV-40E型减速器为实例,计算了各回差因素的敏感度和权重.其中,摆线轮齿廓修形具有较大的敏感度.为减小摆线轮修形引起的齿侧间隙,提出了基于形变量补偿的摆线轮齿廓修形方法,该方法在等距-移距组合修形基础上,将针齿在额定负载下的接触形变量补偿回摆线轮的齿廓中,在不改变摆线针轮径向间隙的基础上实现RV减速器回差的优化.对RV减速器样机进行虚拟样机仿真和试验验证.结果表明回差优化RV的回差值为0.66′,传统修形RV的回差值为1.3′,与虚拟样机仿真结果基本一致,该基于回差优化的摆线轮修形方法可显著降低RV减速器回差.

为了研究摆线针轮传动机构设计参数与压力角之间的关系,对摆线轮与针轮之间的压力角及其影响因素 进行了分析.基于齿轮啮合原理,建立摆线轮齿廓的数学模型,根据摆线针轮传动机构的多齿啮合特点,推导了压 力角的数学表达式,并仿真了特殊位置处摆线轮与针轮之间的啮合关系.以工业机器人用R V减速器中的摆线针 轮传动机构为例,应用VC ＋ ＋软件编程和AutoCAD软件仿真,详细论述了机构的偏心距、针轮分布圆半径以及针轮 半径等机构设计参数对压力角的影响.通过对摆线轮与针轮不同啮合状态的仿真,揭示机构设计参数对压力角的 影响机理.结果表明：偏心距对机构压力角的影响显著,针轮分布圆半径次之,而针轮半径的影响可以忽略不计.该研究为摆线针轮机构的参数设计和分析提供了理论依据.

RV传动是一种新型齿轮传动方式,曲柄轴是RV传动中非常重要的一个零件。文中对RV减速器曲柄轴的加工工艺进行分析研究,解决了技术难点,从而提高了曲柄轴的加工精度与工作性能。

根据RV减速器传动原理及其结构上的特点，建立了二级传动零部件的尺寸链，在满足RV减速器装配精度要求的前提下，以剩余的零部件数量最少为目标，建立了RV减速器选配问题的数学模型，利用多目标遗传算法对该问题进行了优化求解，最后通过实例对该方法进行了验证，提高了装配成功率，对RV减速器的批量化生产具有重要的参考意义。