一种RV减速器中摆线轮等效扭转刚度的计算方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108897910A(43)申请公布日2018.11.27(21)申请号201810530491.9(22)申请日2018.05.29(71)申请人湖北工业大学地址430068湖北省武汉市武昌区南湖李家墩1村1号(72)发明人任军严子成吴正虎(74)专利代理机构武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙)42222代理人张火春(51)Int.Cl.G06F17/50(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图6页(54)发明名称一种RV减速器中摆线轮等效扭转刚度的计算方法(57)摘要本发明公开了一种RV减速器中摆线轮等效扭转刚度的计算方法，利用Hertz公式分别求解摆线轮和针齿在凹凸和凸凸两种接触状态啮合时的等效啮合刚度；摆线轮实际啮合齿数计算，先通过公式计算求解得到各个针齿与摆线轮在啮合线上的间隙再通过公式求解得到各针齿沿啮合线上的位移δi，当时，该处的针齿参与啮合，反正则未参与啮合，并得出具体参与啮合的针齿齿号，计算每个参与啮合针齿的啮合刚度，将啮合刚度转化为摆线轮的扭转刚度，再将这些扭转刚度通过式进行累加求解，得到摆线轮的等效扭转刚度。本发明得到了更为精确的摆线轮等效扭转刚度，对RV减速器进行动力学分析提供必要条件。该方法较传统方法计算科学，而且准确度更高。CN108897910ACN108897910A权利要求书1/1页1.一种RV减速器中摆线轮等效扭转刚度的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、利用Hertz公式分别求解摆线轮以及针齿啮合时的刚度，摆线轮和针齿啮合存在凹凸和凸凸两种接触状态，分别通过Hertz公式求解两种接触状态下的摆线轮与针齿的等效啮合刚度；步骤二、摆线轮实际啮合齿数计算，考虑到摆线轮为了预留油膜空间而进行的修形，所以摆线轮与针齿的实际啮合齿数不再是针齿数的一半，先通过如下公式计算求解得到各个针齿与摆线轮在啮合线上的间隙：上式中，为第i个针齿对于转臂的转角，为针齿分布圆中心OP与摆线轮中心Oc的连线，Δrrp为摆线轮等距修形量，K1短幅系数，Δrp是摆线轮移距修形量；再通过求解得到各针齿沿啮合线上的位移δi，当时，该处的针齿参与啮合，反正则未参与啮合，并得出具体参与啮合的针齿齿号，其中δmax为摆线轮与针齿受力最大点处的变形量；步骤三、得到实际参与啮合齿号后，由于每个针齿与摆线轮的啮合位置都不相同，将各针齿所在的角度通过步骤一中公式求解得到所对应的啮合刚度，得到针齿的啮合刚度后，将啮合刚度转化为摆线轮的扭转刚度，再将实际参与啮合针齿的扭转刚度通过式进行累加求解，得到摆线轮的等效扭转刚度，其中m为啮合的第一个针齿编号，n啮合的最后一个针齿编号，ki为第i个针齿的扭转刚度，li为相应针齿的力臂。2.如权利要求1所述的计算方法，其特征在于：在步骤一中，利用Hertz公式计算时，摆线轮和针齿啮合时接触弹性形变实际上是一个很小的面积区域，因此在利用Hertz公式计算时，把针齿与摆线轮的啮合看作曲率半径为ρ1、ρ2的两圆柱接触；但是由于摆线轮的曲率半径ρ2是变化的且其中rp为针齿中心圆半径，K1短幅系数，zp为针齿数，是摆线轮齿廓曲线上的任意一点相对转臂的转角，当摆线轮曲率半径ρ2＞0时，摆线轮与针齿凹凸接触，当摆线轮曲率半径ρ2＜0时为凸凸接触；分别求解两种接触状态下的摆线轮与针齿的等效啮合刚度。3.如权利要求2所述的计算方法，其特征在于：所述步骤三中，扭转刚度通过将参数代入MATLAB编程进行循环计算。2CN108897910A说明书1/7页一种RV减速器中摆线轮等效扭转刚度的计算方法技术领域[0001]本发明属减速器动力学领域，涉及一种RV减速器中摆线轮扭转刚度计算方法，具体涉及一种RV减速器中摆线轮等效扭转刚度的计算方法。背景技术[0002]RV减速器是一种新型的机器人关节用精密减速器，与传统的减速器相比，它具有体积小、传动比高、传动力矩大、效率高、稳定性高等优点，在国外得到广泛的使用。国内对于RV减速器的研究起步较晚，其中RV减速器的动力学分析一直是国内的热点研究内容，对RV减速器的动力学研究能够得到整机的固有频率，避免减速器内部零件产生共振，减小减速器的噪声和损耗。在对RV减速器进行动力学分析时，刚度矩阵是求解整机固有频率以及振动特性的必要条件，得到准确的刚度对RV减速器的动力学研究有重要意义。发明内容[0003]针对背景技术存在的问题，本发明提供一种较为精确的用于求解RV减速器中摆线轮等效扭转刚度的计算方法。[0004]本发明的技术方案如下：[0005]一种RV减速器中摆线轮等效扭转刚度的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：[0006]步骤一、利用Hertz公式分别求解摆线轮以及针齿啮合时的刚度，摆线轮和针齿啮合存