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滤波齿轮传动精度研究

陈磊  
【摘要】: 少齿差行星传动在实现小体积、轻量化、高可靠性、长寿命、大扭矩、大传动比等方面具备先天的优势,随着研究的深入,该传动型式的应用越来越广泛。在承担某科技项目中,需要研发一种具有运动精度高、刚度大、抗冲击能力强、体积小、结构紧凑等特点的具有自主知识产权的新型减速器,这也符合减速器的未来发展方向,基于此点,机械传动国家重点实验室梁锡昌教授和王家序教授提出了滤波减速器(专利公开号:CN1699793)。在滤波减速器设计、加工完成后,针对样机的传动性能如重量、体积、传动比、传动扭矩、传动效率、传动精度等进行了测试,将测试数据与同型号的谐波减速器进行对比,得出以下结论:滤波减速器在实现小体积、轻重量、大扭矩等方面较谐波减速器具备一定优势,但是在实现精密传动方面则存在一定差距。为此,该论文在此背景下,主要针对滤波减速器的传动精度进行了试验测试和理论计算,参照测试结果,在理论分析的基础上提出了一系列改进方案。主要内容概括如下: ①根据国内外精密传动研究现状和发展趋势,系统的描述、分析了目前应用十分广泛的几种少齿差行星传动形式的传动原理,如谐波减速器、摆线针轮减速器、RV减速器,针对同型号的各类减速器进行传动性能对比,在比较的基础上找出滤波减速器的优点和不足,确定本文的研究方向。 ②以处于研究阶段的新型高性能少齿差行星齿轮传动件——滤波减速器为研究对象,对其渐开线少齿差内啮合副的基本啮合定理及正确啮合条件进行理论推导计算,对其干涉问题进行分析。 ③分析滤波减速器各传动性能的实现原理;在滤波减速器正确啮合传动的基础上,推导了一对内啮合齿轮副传动误差的数学计算式,进而结合概率统计的方法对滤波减速器传动误差进行了计算;简单介绍了减速器试验方法和手段,针对相同型号的滤波和谐波减速器作传动误差对比试验,并通过对计算和试验结果的比较说明了内啮合齿轮传动误差计算式的正确性;对滤波减速器传动误差的相关影响因素进行了分析从而提出了一些改进措施。 ④通过推导一般渐开线内齿轮副的回差计算方法,进而对滤波减速器的回程误差进行理论计算;试验测试滤波减速器回程误差,并对比理论计算结果,得出相关结论;针对计算和测试结果提出相关的改善方案。 ⑤分析讨论了精密齿轮传动装置结构因素对伺服系统品质因素的影响,探讨滤波减速器在伺服系统中的应用,采用Simulink软件仿真传动误差对伺服系统的影响,得出相关结论。


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