西庆坤[1]2008年在《摆线钢球行星减速器的误差分析及优化设计》文中研究表明摆线钢球行星减速器是一种新型减速器,它利用钢球作为介体传递同轴间的运动和动力,纯滚动传动代替滑动传动,具有结构简单、制造简便、成本低、摩擦损耗低、传动效率高。其在机器人等精密机械中具有较好的应用前景。现代工业对传动的精度要求越来越高,故对摆线钢球行星减速器传动误差分析就显得尤为重要。由于它的公差标准还没有制定,从工程实际的角度来讲,在给定精度要求下,公差的选择还无章可循;另外用传统设计方法设计的摆线钢球行星传动虽能满足要求,但设计参数不一定是最合理的,且设计效率低,成本高。这些都制约了其推广和应用。所以本文从摆线钢球行星传动的传动误差、优化设计两个方面对其进行了研究。主要研究内容如下:(1)参照摆线齿轮精度标准,结合摆线盘的齿廓特点,对摆线钢球行星减速器的精度标准进行研究,研究其中心盘、行星盘精度项目及其公差;通过摆线针轮行星传动减速器和摆线钢球行星减速器各项特性的对比,说明选择其中心盘、行星盘公差时可以借用摆线齿轮公差;根据使用效果等效原则,以其行星盘和中心盘半径和短副系数为线索查取行星盘和中心盘公差。通过分析摆线盘传动误差和W机构误差,建立了其传动误差统计公式,根据各项误差的概率分布规律,运用蒙卡洛特模拟方法模拟系统误差的生成。通过摆线钢球行星传动的实例计算与已有的实际试验测试结果的比较,从而验证了所建立的摆线齿轮及摆线钢球行星传动误差统计式的正确性,说明了此方法的可行性和准确性。运用该方法不仅能在预先给定精度的情况下选择公差,满足精度要求,还可避免不必要的精度浪费。(2)为了使摆线钢球行星传动具有良好的传力性能,建立了体积最小和传动效率最高为目标函数的的双目标有约束优化问题,并将遗传算法运用于其参数化设计当中。在优化计算过程中采用等权重分配法把多目标问题转化为单目标问题,采用惩罚函数法把有约束优化转化为无约束优化问题,实现了其多目标优化,为摆线钢球行星传动的设计提供了一种新的优化设计思路。给出了优化实例,通过遗传算法所得结果与传统的优化算法计算结果的对比,说明将遗传算法应用于摆线钢球行星传动优化设计中是可行和有效的。为其优化设计提供了一种新的有效可行的方法。
宜亚丽[2]2001年在《端面啮合摆线钢球行星传动的动力性能研究》文中提出本论文研究了一种新型传动—端面啮合摆线钢球行星传动。 研究了端面啮合摆线钢球行星传动的组成结构和传动原理，计算了该传动的传动比。根据啮合副结构和钢球运动状态，分析论证了摆线钢球行星传动的无回差传动、重合度大和啮合效率高等传动特性。研究分析了摆线钢球行星传动的滑动速度并推导出滑动速度计算公式。 推导出内、外摆线理论齿形和实际齿廓的曲率、曲率半径、主曲率及主曲率半径的方程式。根据对内、外摆线实际齿廓是否发生顶切的分析，按曲率半径方程得到摆线钢球行星传动的连续传动条件。 研究并建立了多钢球啮合并且每个钢球多点接触的钢球摆线槽啮合副和钢球环形槽啮合副的空间受力分析模型，分析并分别推导出摆线槽啮合副的作用力及环形槽合副的作用力计算公式。分析了转臂轴承与行星盘的作用力。推出内、外摆线槽实际齿廓的压力角计算公式。 在力分析的基础上，利用齿形综合理论和赫兹应力理论，计算了内、外摆线槽实际齿廓及环形槽啮合副的最大接触应力。分析了各个参数变化对最大接触应力的影响。 在理论上导出了摆线钢球行星传动的传动效率和啮合效率计算公式，并分析了各个参数对啮合效率的影响。 在本文的理论基础上设计并制造了一台试验样机，为端面啮合摆线钢球行星传动的进一步开发提供了实践基础。
王广欣[3]2003年在《摆线钢球行星传动模糊可靠性优化与建模仿真研究》文中认为本文研究了一种新型行星传动——端面啮合摆线钢球行星传动。在对其传动原理及结构进行分析的基础上，对该传动的啮合效率进行了深入研究，并针对该传动的整体尺寸进行了参数模糊可靠性优化，进而利用计算机技术，对该传动的主要零件——内、外摆线盘和等速输出机构进行了叁维建模仿真，演示了该传动的运动情况。本论文主要包括以下内容： 研究了摆线钢球行星传动的啮合传动原理及结构组成原理。从理论上研究分析了摆线钢球行星传动的啮合效率，推导了不同情况下摆线钢球行星传动啮合效率的计算公式。对内、外摆线槽的压力角进行了深入分析。在大量数值计算的基础上，分析了各参数对啮合效率及转化机构效率的影响规律，从而为该传动的优化设计打下理论基础。 根据模糊可靠性理论，对该传动的强度模糊可靠性设计原理和方法进行了探讨，推导出该传动机构接触强度的模糊可靠度计算公式。首次提出了基于该传动的模糊可靠性设计方法。 采用SUMT优化方法，取摆线钢球行星传动减速机的整体特征体积作为优化目标函数，对端面啮合摆线钢球行星传动进行了模糊可靠性优化，取得了较为满意的结果。 在研究摆线钢球行星传动的结构组成原理和啮合传动原理的基础上，通过对摆线钢球行星传动的各参数进行简化处理，利用计算机软件完成了摆线钢球行星传动数字样机的建模仿真设计。
傅晓磊[4]2010年在《摆线钢球行星传动多目标模糊可靠性优化及评价》文中认为端面啮合摆线钢球行星传动是一种具有无回差、结构紧凑、承载能力强、传动效率高等良好性能的新型精密传动机构。在参考大量文献,对其传动理论及结构详细分析的基础上,基于模糊理论对该传动系统的可靠性进行了深入研究,并针对该传动机构体积(重量)、效率、可靠性等多目标进行了参数优化,最后基于模糊层次分析法对摆线钢球行星传动机构的广义质量进行了综合评价。本论文主要包括以下内容:根据摆线钢球行星传动的结构组成和啮合传动原理,运用模糊可靠性理论,推导出摆线钢球行星传动啮合副的接触疲劳强度模糊可靠度计算公式,进而运用系统可靠性串并联原理和模糊评判理论,依次推导出摆线钢球行星传动减速部分机构、等速输出机构和转臂轴承的模糊可靠性计算公式,并最终得到摆线钢球行星传动系统的模糊可靠度计算公式。应用多目标模糊可靠性优化设计理论和遗传算法,基于对摆线钢球行星传动机构的结构详细分析,效率分析和模糊可靠性分析,建立了摆线钢球行星传动减速机构的多目标模糊可靠性优化数学模型,根据摆线钢球行星传动可靠性高的特点,运用遗传算法进行满足模糊可靠性的双目标Pareto优化求解。根据综合设计方法理论,分析机构设计质量的内涵,应用广义质量目标体系,较全面的考虑机构设计质量的层次性和复杂性,采用模糊层次分析法,充分借鉴专家经验,首次对摆线钢球行星传动这一新型传动机构进行模糊综合评判,验证了设计的合理性。
杨璐慧[5]2013年在《精密钢球传动弱刚性组合行星盘结构分析与设计》文中研究表明精密钢球传动利用摆线钢球减速啮合副和钢球等速啮合副实现精密传动，传动过程中，两类钢球啮合副中磨损间隙和热膨胀过盈实时存在，导致传动回差或非正常啮合。弱刚性组合行星盘是一种周向实时刚性转动、轴向可实时微移动的新型间隙调节机构，使精密钢球传动实现实时无回差传动。本文对弱刚性组合行星盘的联接副进行了结构创新设计和性能分析，为实时精密钢球传动的研究提供理论支持。根据弱刚性组合行星盘联接副的设计要求及移动副的结构型式，设计了销轴联接、花键联接、滚珠联接叁种结构型式的弱刚性组合行星盘，并分别进行了结构分析、受力分析，推导了间隙调节时联接副中摩擦力的计算公式；分析了联接副的主要失效形式，进行了强度计算校核。综合考虑销轴联接副间隙、分布圆半径误差以及销轴销孔分布误差等因素，建立了回差分析模型，推导出了回差计算公式，分析得到销轴联接弱刚性组合行星盘结构中各个参数对回差的影响规律；用蒙特卡洛法模拟影响回差的各项误差，并用MATLAB软件编程对回差进行计算统计，得到回差的分布情况。应用多目标优化理论，以回差最小和径向尺寸最小为目标函数，建立了销轴联接弱刚性组合行星盘的多目标优化数学模型，利用MATLAB软件编程进行参数优化；在此基础上，运用Pro/E软件对销轴联接弱刚性组合行星盘进行了叁维参数化实体建模、虚拟装配，实现了该结构的叁维参数化造型。
安子军[6]2000年在《摆线钢球行星传动研究》文中研究说明在阅读大量文献资料的基础上，根据少齿差行星传动和活齿行星传动的研究和发展现状，在国内，首次较深入系统地研究开发了具有良好性能和应用前景的新型机械传动—摆线钢球行星传动。 研究分析了摆线钢球行星传动行星盘、中心盘和钢球组成的钢球摆线槽端面啮合副、钢球环形槽端面啮合副组成的等速输出机构及间隙调节机构等结构组成原理。分析介绍钢球摆线槽啮合副、钢球环形槽啮合副实现同轴间速度变换的传动原理。对摆线钢球行星传动进行了较全面的类型分析。 根据摆线钢球行星传动的结构组成原理和啮合传动原理，研究了构成钢球摆线槽端面啮合副的内、外摆线理论齿形和实际齿廓的形成方法，并分别推导出内外摆线理论齿形和实际齿廓的直角坐标方程和复数矢量方程。研究分析行星盘、中心盘和钢球间的行星运动关系并推导出钢球运动位置的直角坐标方程和复数矢量方程。根据微分几何知识，分别推导出内、外摆线理论齿形和实际齿廓的曲率、曲率半径、主曲率及主曲率半径的方程式，并绘制了内、外摆线理论齿形和实际齿廓曲线及理论齿形的曲率半径变化曲线。 研究分析了内、外摆线齿形与钢球啮合的定传动比传动特性、正确啮合传动条件和实际齿廓连续啮合传动条件及其影响因素。并分析推导出各种型式摆线钢球行星传动的传动比计算公式。根据啮合副结构和钢球运动状态，分析论证了摆线钢球行星传动的无回差传动、重合度大和啮合效率高等重要传动特性。 创造性地研究并建立了多钢球啮合并且每个钢球多点接触的钢球摆线槽啮合副和钢球环形槽啮合副的空间受力分析模型，利用力学中超静定的变形协调条件，研究分析并分别推导出摆线槽啮合副的作用力及环形槽合副的作用力计算公式。分析了转臂轴承与行星盘的作用力。研究分析推出内、外摆线槽实际齿廓的压力角计算公式并绘制出压力角变化曲线。 分析确定摆线钢球行星传动的强度薄弱环节及主要失效形式。在力分析的基础上，利用齿形综合理论和赫兹应力理论，分析计算了内、外摆线槽实际齿廓及环形槽合副的接触疲劳强度，并绘制了内外摆线内、外侧实际齿廓的最大应力变化曲线。 研究建立了一、二级摆线钢球行星传动的动平衡分析计算模型，推导出相应的动平衡方程式，并结合实例进行动平衡结构设计。研究分析了封闭型摆线钢球行星传动的封闭功率，并明确封闭功率和功率流的概念及其影响作用，建立封闭功率的分析模型，推导出封闭功率的计算公式并进行实例计算，分析形成封闭功率流和影响传动封闭功率大小的结构参数因素和条件。 对起着关键作用的无隙摆线槽啮合副和环形槽啮合副进行结构设计，研究分析两啮合副结构形式和主要结构参数对传动的影响。分析等速输出机构的类型和特性，并研究设计钢球环槽等五种无隙等速输出机构结构型式，讨论了等速输出机构的不同安装位置对传动的影响。为保证无回差传动的性能，研究设计了有级 蒸山大学工学博士学位论文调节和无级调节等四种间隙调节机构并分析各种间隙调节机构的特性，根据传动的输出力矩（或输入功率）推导出间隙调节力矩的理论计算公式。研究了摆线钢球。行星传动关键零部件如内外摆线槽、环形梧和偏心轴的加工制造方法以及加工制造过程中应注意的问题，总结出摆线钢球行星传动机构的设计步骤，并加工制造出一台传动机构样机。
张鹏[7]2010年在《摆线钢球行星传动动力学性能研究》文中指出摆线钢球行星传动作为一种精密行星传动机构,其工作过程中所产生的振动,影响了机械设备的精度、生产效率和使用寿命,使得人们对其动态性能提出了更高的要求。研究摆线钢球行星传动系统的动力学问题,对其动态性能优化具有重要的意义,同时对工程中应用的其它行星传动系统也具有普遍的科学意义。首先,利用超静定方法建立了摆线钢球啮合副的非线性力学模型,通过求解能量平衡方程得到啮合副的载荷关系式。利用赫兹公式计算出啮合副接触区中心变形和中心压强等参数,并求出传动过程中各参数极值对应的啮合位置。利用迭加法积分求出半椭球状分布载荷作用下啮合副的接触区变形挠曲面方程、接触区表面以下不同深度处的应力分布,以及最大切应力的深度位置。建立了摆线钢球啮合副的有限元模型,根据啮合副的载荷分布状态对有限元模型进行加载,通过对啮合过程的有限元仿真,得到啮合副的应力分布状态,并对啮合过程中承载接触对的交替变化规律和啮合点的应力变化规律进行了分析。其次,综合考虑时变啮合刚度、轴承支承刚度和陀螺效应等影响因素,建立了摆线钢球行星传动系统在偏心轴随动坐标系下的多自由度平移—扭转耦合动力学模型,并推导出系统的运动微分方程和动力学方程,以揭示其固有特性。对系统的啮合刚度激励进行时域分析和频域分析,得到其频谱成分,并分析了不同系统参数对啮合刚度激励的影响。通过求解系统的特征值和特征向量问题,得到系统的各阶固有频率和主振型。对系统的固有频率进行灵敏度分析,进而探讨了系统参数和传动结构对各阶固有频率的影响。然后,通过对摆线钢球行星传动系统动力学方程的变换和解耦,构建了系统的参数振动分析模型。利用多尺度法计算出系统的组合共振频率,并分析了系统的动力稳定性。利用林滋泰德-庞加莱摄动方法推导出内共振状态下系统的各特征函数,得到系统的稳定区边界曲线,绘制出稳定图,并分析了系统的广义质量和啮合刚度对动力稳定性的影响。在系统的动力学方程内增加线性阻尼项,分析了系统阻尼对动力稳定性的影响。利用摄动法求解了系统的参数振动的稳态响应。最后,利用叁维设计软件Pro/E对摆线钢球行星传动机构进行参数化造型,并进行虚拟装配。根据摆线钢球啮合副的正确啮合条件,研究了摆线槽的截面齿形、槽形角和槽深的设计准则,并推导出钢球密排结构对应的摆线短幅系数设计公式。利用Pro/E的Pro/NC模块设计了摆线槽的数控加工工序,通过轨迹加工方法模拟摆线槽的加工过程,并编制出摆线槽的数控铣削程序。总结了摆线钢球行星传动机构的设计步骤,并成功的加工制造出样机。
胡瑞雪[8]2006年在《摆线钢球行星传动的误差及传动精度研究》文中提出I摆线钢球行星传动是一种具有无回差、结构紧凑、承载能力强、传动效率高等良好性能的新型精密传动机构。现代工业对精密传动的精度要求越来越高,精度一般是由误差来衡量的,故对摆线钢球行星传动的误差分析就显得尤为重要。论文根据误差与精度理论,通过分析摆线盘齿廓的加工及检测现状,提出了摆线盘齿廓误差评定项目,确定出误差分析的研究内容。分析了该传动中重要构件——摆线盘的齿廓结构参数与齿廓误差的影响关系,利用其摆线齿廓方程推导了齿廓误差计算公式。分析了齿廓误差的检测方法,根据摆线盘的齿廓结构特点选择公法线法检测摆线齿廓误差,并推导了摆线齿廓公法线长度计算公式。根据等速输出机构的传动原理,分析了能够实现无隙啮合的等速输出机构的类型,并研究分析了钢球环槽等速输出机构传动误差来源,利用等效机构法建立了该等速输出机构传动误差计算的数学模型,并推出了传动误差计算公式,利用软件程序计算并分析了该传动误差随结构参数误差的变化规律。研究了摆线钢球行星传动机构的传动精度,综合分析了加工制造误差、安装误差等影响该机构传动精度的误差因素,建立了摆线钢球行星传动机构传动误差分析的数学模型,并推出该机构的综合传动误差计算式。应用误差评定原理的概率统计法分析了各误差因素的概率分布规律,推出了传动误差的统计计算式。
李鸿[9]2014年在《摆线钢球减速器参数设计及振动分析》文中研究说明随着现代工业的高速发展,市场对传动装置的要求也越来越高,特别是在精密机械领域,小体积、大传动比、高性能的传动装置需求量日益增加。传统的齿轮传动已难以满足各类特殊场合,使得新型传动机构成为了研究热门。摆线钢球行星传动机构具有传动无回差、效率高、承载能力强、传动比大、结构紧凑等优点,对各类场合都有良好的适用性。为加快该类传动机构的实际应用和推广,论文针对其参数设计和运转时振动特性等问题进行了研究。主要完成了如下研究工作：研究了摆线钢球行星传动原理,利用转化机构法推导了其传动比计算公式,分析了摆线钢球减速器设计时各关键参数的协同关系及其变化对传动性能的影响。借助Mathcad软件,动态仿真了内外摆线的生成及啮合过程。研究了摆线钢球减速器的基本结构,并对其主要参数进行了设计。在Solidworks环境下建立了一级摆线钢球减速器的叁维模型,并利用其产品设计系列化功能对摆线盘这一关键零件进行了参数化几何造型。利用集中质量法,构建了一级摆线钢球减速器在有无配重两种情况的振动动力学模型,对其振动特性进行了研究,并推导了两种配重块的质径积计算公式。基于虚拟样机仿真软件Adams,对一级摆线钢球减速器有无配重两种情况,进行了运动学仿真。最后,建立了二级摆线钢球减速器的运动微分方程,并结合实例研究了其振动特性。基于赫兹理论,研究了摆线钢球啮合副中钢球和摆线槽的变形形态及其求解方法,并推导了其刚度表达式。建立了摆线钢球啮合副和W机构啮合副的啮合刚度模型,对其啮合刚度进行了求解,并将其转化为等效扭转刚度。考虑输入轴、输出轴、W机构啮合副和摆线钢球啮合副的等效扭转刚度,利用集中质量法,构建了一级摆线钢球减速器的多自由度扭转振动系统模型,得到了其自由振动动态方程。
雷建中[10]2010年在《摆线钢球行星传动机构的效率和润滑研究》文中进行了进一步梳理摆线钢球行星传动机构是一种新型精密传动机构,具有无回差、结构紧凑、承载能力强、传动效率高等良好特性。对其进行效率和润滑研究,有助于该机构的实际应用和推广。在前人研究的基础上,参考大量文献,对该传动机构的效率和润滑进行研究。根据摆线钢球行星传动机构的结构组成和传动原理,对机构摆线槽齿形进行分析,推导机构传动比公式,分析钢球环槽输出机构的传动特性,为之后进行的机构效率和润滑研究提供理论基础。分析摆线钢球行星传动机构效率的主要组成部分。通过分析摆线钢球啮合副啮合过程特点,充分考虑各钢球实时运动状态,从滚动摩擦机理入手,计算出啮合副在单个周期内的摩擦功,然后结合输出功推导机构摆线钢球啮合副的传动效率,并对啮合效率进行实例计算,作图分析各参数变化对效率的影响,为提高啮合副传动效率提供理论依据。基于现代弹性流体动力润滑理论,建立机构摆线钢球啮合副等温条件下弹流润滑模型,通过分析啮合副在单个周期内的当量曲率半径、卷吸速度、载荷参数,最终推导得出摆线钢球啮合副润滑时的最小油膜厚度公式。结合实例计算,对啮合副的润滑状态进行判别;作图并分析啮合副最小油膜厚度分布情况,为进一步改善啮合副的润滑状态提供了理论依据。推导输出机构环槽钢球啮合副法向作用力的平均值,通过对摩擦力瞬时做功求积得出在单个周期内摩擦力做功之和,最终推导输出机构环槽钢球啮合副的效率;建立环槽钢球啮合副现代弹流润滑模型,推导其等温条件下全膜弹流最小油膜厚度公式。
参考文献：
[1]. 摆线钢球行星减速器的误差分析及优化设计[D]. 西庆坤. 西北农林科技大学. 2008
[2]. 端面啮合摆线钢球行星传动的动力性能研究[D]. 宜亚丽. 燕山大学. 2001
[3]. 摆线钢球行星传动模糊可靠性优化与建模仿真研究[D]. 王广欣. 燕山大学. 2003
[4]. 摆线钢球行星传动多目标模糊可靠性优化及评价[D]. 傅晓磊. 燕山大学. 2010
[5]. 精密钢球传动弱刚性组合行星盘结构分析与设计[D]. 杨璐慧. 燕山大学. 2013
[6]. 摆线钢球行星传动研究[D]. 安子军. 燕山大学. 2000
[7]. 摆线钢球行星传动动力学性能研究[D]. 张鹏. 燕山大学. 2010
[8]. 摆线钢球行星传动的误差及传动精度研究[D]. 胡瑞雪. 燕山大学. 2006
[9]. 摆线钢球减速器参数设计及振动分析[D]. 李鸿. 湘潭大学. 2014
[10]. 摆线钢球行星传动机构的效率和润滑研究[D]. 雷建中. 燕山大学. 2010