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误差组合方式对RV型减速机传动精度的灵敏度分析

文章出处:相宽减速机   责任编辑:上海相宽   发布时间:2019-5-10    点击数:408   

  误差、装配误差和轴承间隙等误差因素的组合方式对传动精度的影响,采用灵敏度分析的数值微分方法,获得了误差组合方式对系统动态传动精度的灵敏度。基于所获得的灵敏度结论,找出了影响系统传动精度的主要误差及其影响规律。

  研究成果为在设计和制造RV型减速机中提高系统的传动精度提供了相应的理论依据,对设计具有实际指导意义。
  表1RV―80E型减速机基本结构参数表传动比81一级传动太阳轮行星轮二级传动摆线轮针轮模数/mm1 0针轮半径/mm765压力角八°)20针齿半径/mm3变位系数0目前,提高传动精度已经成为RV型减速机研究中面临的重要课题。美国Bnhe等m利用纯几何学方法研究了单摆线轮的摆线针轮行星减速器的回转精度;日本学者日高照晃等应用质量弹簧“等价模型”,建立了具有20个自由度的数学模型,研究了两级、3曲柄、双摆线轮RV减速机的静态传动精度;西北工业大学的韩林山、郭海军、王高锋、董海军和沈允文等对RV型减速机的动态传动精度进行了研究和仿真。
  迄今为止,在系统传动精度的研究中,尚没有使用灵敏度分析方法对影响传动精度的误差进行灵敏度分析。文中以RV型减速机为研究对象,综合考虑各零件加工误差、装配误差和轴承间隙等误差因素的组合方式对传动精度的影响,根据该装置非线性动力学计算模型,采用灵敏度分析的数值微分方法,分析了各误差组合方式对传动精度的影响,找出了主要的影响因素及其影响规律。该研究结果对于设计和制造高精度RV型减速机具有指导意义。
  1计算RV型减速机动态传动精度的数学模型80E型减速机(结构参数如表1所示)为研究对象,计算动态传动精度时所采用的力学模型如所示,其主要由太阳轮、3个行星轮、3个曲柄轴、2个摆线轮(齿数Z)针轮(齿数Z)行星架及针齿壳等组成。
  将零件间的支承(轴或轴承)刚度和轮齿啮合刚度用弹簧来代替。由于零件加工误差、装配误差、弹性变形及间隙等因1素的存在,使零件质心位置及转角偏离了理想位置,这种偏离的微小线位移或角位移统称为零件的微位移。
  RV型传动装置动态传动精度计算的力学模型根据各零件的误差、微位移及间隙等确定零件间的作用力。通过分析各零件在理想位置时的受力状况,根据dAlembr原理建立计算该系统动态传动精度的数学模型为设计变量则目标函数(也就是系统的传动精度)为:b令A0(X=:(X(X)目标函数对设计变量的灵敏度为:(精度的变化情况的灵敏度曲线321第1级减速部分零件加工和装配误差的影响计算结果表明:第1级减速部分的误差组合方式(如A§ES和EP)对传动精度的影响很小,其对应的灵敏度值均不到322第2级减速部分零件加工和装配误差的影响与摆线轮有关的误差组合方式对传动精度的影响。
  表10误差组合对系统传动精度的灵敏度义m误差组合代号灵敏度S误差组合代号灵敏度SRD-计算结果表明行星架曲柄轴孔的偏心误差1Hc安:西北工业大学3S2005.http://www.cnki.net由表3、表4和表10可知:第2级减速部分中与摆线轮有关的误差对传动精度的影响与其组合方式密切相关:当摆线轮有一次成分的齿槽偏差或齿距累积误差时,若两个摆线轮存在方向相反的误差(如RD―3),则对传动精度影响较大,而当两摆线轮存在方向相同的误差(如RD-2),则对传动精度影响较小,其原因是两摆线轮相差180°安装,前一种情况下摆线轮的误差对传动精度的影响相叠加,后一种情况下两摆线的误差对传动精度的影响相抵消;而当摆线轮存在二次成分的齿槽偏差―6)时,若两个摆线轮存在方向相同的误差(如Rt5)回转传动误差较大;若摆线轮存在相反的误差(如Rt6)时,则回转传动误差较小。摆线轮上曲柄轴孔的偏心误差同相位(如EDH―2和EDH―7)时,对系统的传动精度影响很小,反之,当两个摆线轮曲柄孔的偏心误差反相位(即相位差8)时,则两个摆线轮曲柄轴孔的偏心误差对传动精度的影响较大。由此可知,在加工摆线轮上曲柄轴孔时,将两摆线轮上曲柄轴孔同时加工,可提高系统的传动精度。当摆线轮曲柄轴孔的偏心误差位于半径方向(如EIH―郝口EDH―5)时,则对系统传动精度的影响较小。
  与针轮有关的误差对传动精度的影响。
  由表5及表10可知,针齿的齿槽偏差和齿距累积误差对传动精度的影响是:与对应一次成分误差的R1―1API―1的场合相比,具有二次成分误差R1― 2的场合中对传动精度的影响更大。其原因为由于两个摆线轮相对针轮是错开180°安装的,因而一次成分误差的影响在两个摆线轮上互相抵消,而二次成分误差的影响则是互相叠加的。
  曲柄轴偏心凸轮的偏心误差对传动精度的影响。
  当3个曲柄轴偏心凸轮全部在同一方向产生同样大小的误差时,曲柄轴偏心凸轮的偏心误差组合方式对传动精度的影响较小(如EC―4EC―5及EC―6)当两摆线轮上的曲柄轴偏心凸轮的偏心误差同相位时对传动精度影响较小(如EC― 2)反相位时对传动精度影响较大(如EC―3)当两摆线轮上的曲柄轴偏心凸轮的偏心误差存在不对称的情况时对传动精度的行星架上曲柄轴孔偏心误差和装配误差的影响。
  EC2EC3及其装配误差AC对传动精度的影响很小,其对应的灵敏度值均不到01("),m323轴承间隙的影响由表8-表10可知,摆线轮与曲柄轴间轴承间隙的组合方―9对传动精度的影响较大,其对应的灵敏度值达到了1472-2776("),m而行星架与曲柄轴间的轴承间隙组合方式CCC一3对传动精度的影响更大,其对应的灵敏度值高达2354-2 876("),m因此,在设计和制造RV型减速机时,要尽可能减小或削除这些轴承间隙。行星架与机架间的轴承间隙CCA对系统传动精度的影响很小,其对应的灵敏度值不到01("),m 4结论通过对RV型减速机系统传动精度对误差组合方式的灵敏度计算及分析,得出以下结论。
  第1级减速部分各零件的误差对传动精度的影响很小。
  2级减速部分的加工和装配误差组合方式对传动精度影响与误差组合方式的具体构成密切相关。
  两摆线轮上齿槽偏差或齿距累积误差的一次成份相差180°时,对传动精度的影响大,两摆线轮上齿槽偏差或齿距累积误差的二次成份同相位时,对传动精度的影响大,反之较小。
  两摆线轮上曲柄轴孔的偏心误差同相位时对传动精度影响很小,反相位时对传动精度影响较大。
  针轮齿槽偏差和齿距累积偏差的二次成份比一次成份对传动精度影响大。
  3个曲柄轴偏心凸轮全部在同一方向产生同样大小的误差时,对传动精度的影响较小;两摆线轮上的曲柄轴偏心凸轮的偏心误差同相位时对传动精度影响较小,反相位时对传动精度影响较大;两摆线轮上的曲柄轴偏心凸轮的偏心误差存在不对称的情况时对传动精度的影响较大。
  行星架上曲柄轴孔的偏心误差及其装配误差对传动精度的影响很小。
  轴承间隙对传动精度的影响需引起高度重视。
  行星架与曲柄轴间的轴承间隙对传动精度的影响最大,摆线轮与曲柄轴间轴承间隙对传动精度的影响较大,行星架与机架间的轴承间隙对系统传动精度的影响很小。
  综上所述,RV型减速机第2级减速部分的加工、装配误差,以及轴承间隙对系统的传动精度有较大的影响,而且这些影响又与组合方式的构成密切相关,因此,在设计和制造高精度RV型减速机时必须对这些误差组合方式予以高度重视,以提高系统的传动精度。


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