一种摆线轮修形方法技术

本发明专利技术公开了一种摆线轮修形方法，包括：建立摆线轮的标准齿廓曲线方程；根据分段修形区间的确定原则和摆线轮啮合过程压力角的变化规律，确定摆线轮的工作段齿廓区间；根据摆线针轮传动需要满足的齿侧间隙要求，确定转角修形量和摆线轮的工作段齿廓转角修形的曲线方程；根据摆线轮的工作段齿廓转角修形方程及工作段齿廓区间，确定工作段齿廓端点参数；根据油脂润滑啮合传动特性及含油量要求，确定摆线轮的非工作段齿廓齿根的三次拟合曲线方程；根据摆线轮齿顶间隙要求，确定摆线轮的非工作段齿廓齿顶的三次拟合曲线方程；从而确定摆线轮叠加小齿修形的全齿廓曲线方程，能够实现摆线轮针轮需满足的齿顶间隙和齿侧间隙的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种摆线轮修形方法
本专利技术涉及摆线轮设计
，更具体地说，涉及一种摆线轮修形方法。
技术介绍
RV减速器作为工业机器人转臂驱动装置的核心部件，具备三大(传动比大、承载能力大、刚度大)、二高(运动精度高、传动效率高)、一小(回差小)等技术优点，被广泛应用于核能设备、航天航空设备、医疗器械和各种安全装置领域。RV减速器摆线针轮传动机构是通过摆线轮与针轮啮合实现动力传递。摆线轮齿廓参数，如压力角、短副系数、针轮半径、针轮中心圆半径等都会对RV减速器传动性能产生重要影响，而摆线轮齿廓修形是影响摆线针轮传动精度最主要的因素。在实际工程应用中，国内外对于摆线轮修形采用的主要方式包括：转角修形、等距修形、移距修形及其组合修形方式，工程应用效果十分显著，但摆线轮修形普遍存在如下方面的技术问题：一、为补偿温度变化引起的零件热膨胀、制造误差及润滑油膜的厚度，摆线轮与针轮之间需要产生一定的齿侧间隙和齿顶间隙导致无法精确计算和保证；二、现有理论方法，无法使摆线轮齿廓的工作段最大限度的逼近共轭齿形，且修形量计算量大，现有方法和设备难以实现摆线轮的精确加工。综上所述，如何避免无法保证摆线轮、针轮啮合所需齿侧间隙和齿顶间隙的要求的问题，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种摆线轮修形方法，该方法能够保证摆线轮、针轮啮合所需齿侧间隙和齿顶间隙的要求。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种摆线轮修形方法，包括：根据预设技术指标，得到摆线针轮的关键参数，建立摆线轮的标准齿廓曲线方程；根据分段修形区间的确定原则和摆线轮啮合过程压力角的变化规律，确定所述摆线轮的工作段齿廓区间；并根据所述摆线针轮传动需要满足的齿侧间隙要求，确定所述转角修形量和确定所述摆线轮的工作段齿廓转角修形的曲线方程；根据所述摆线轮的工作段齿廓转角修形方程及工作段齿廓区间，确定所述摆线轮工作段齿廓端点参数；根据油脂润滑啮合传动特性及含油量要求，确定所述摆线轮的非工作段齿廓齿根的三次拟合曲线方程；根据摆线轮齿顶间隙要求，确定所述摆线轮的非工作段齿廓齿顶的三次拟合曲线方程；根据所述摆线轮的工作段齿廓转角修形的曲线方程、所述非工作段齿廓齿根的三次拟合曲线方程和所述非工作段齿廓齿顶的三次拟合曲线方程，确定摆线轮叠加小齿修形的全齿廓曲线方程。优选地，所述根据分段修形区间的确定原则和摆线轮啮合过程压力角的变化规律，确定摆线轮工作段齿廓区间，包括：根据分段修形区间的确定原则、摆线轮啮合过程压力角的变化规律和所述摆线轮参与啮合的齿数，确定所述摆线轮的工作段齿廓区间。优选地，所述确定摆线轮的工作段齿廓转角修形的曲线方程；和确定所述摆线轮工作段齿廓端点参数，包括：根据摆线轮分段修形生成原理，将摆线轮转角修形齿廓曲线方程作为所述摆线轮分段修形工作段齿廓曲线方程，并根据摆线针轮传动需要满足的齿侧间隙要求，确定所述摆线轮的转角修形量，以得到所述摆线轮的工作段齿廓转角修形的曲线方程；根据所述摆线轮转角修形方程及工作段齿廓区间，得到所述工作段齿廓端点参数。优选地，所述根据油脂润滑啮合传动特性及含油量要求，确定所述摆线轮的非工作段齿廓齿根的三次拟合曲线方程，包括：根据油脂润滑啮合传动特性及含油量要求，确定所述摆线轮啮合点处的最小油膜厚度，根据所述最小油膜厚度确定所述摆线轮的非工作段齿廓齿根的三次拟合曲线方程。优选地，所述确定所述摆线轮啮合点处最小油膜厚度，包括：获取润滑油黏压系数、润滑油动力粘度、轮齿当量弹性模量、啮合点出当量曲率半径、啮合点处单位接触长度载荷；根据公式：Hmin＝2.65α0.54(η0U)0.7E-0.03ρ00.43W-0.13计算得到最小油膜厚度Hmin；其中，α为所述润滑油黏压系数；η0为所述润滑油动力粘度；啮合点出润滑油卷吸速度U＝(U1+U2)/2，U1、U2分别为所述摆线轮与针齿轮在啮合点处的卷吸速度；E为所述轮齿当量弹性模量；ρ0为所述啮合点出当量曲率半径，W为所述啮合点处单位接触长度载荷。优选地，所述根据摆线轮齿顶间隙要求，确定所述摆线轮的非工作段齿廓齿顶的三次拟合曲线方程，包括：根据摆线针轮结构运动过程中的弹性变形、热变形和所述摆线轮齿顶间隙要求，采用类比渐开线齿轮啮合模型，确定所述摆线轮的非工作段齿廓齿顶的三次拟合曲线方程。优选地，所述确定摆线轮叠加小齿修形的全齿廓曲线方程之后，还包括：将所述全齿廓曲线方程与标准摆线齿廓曲线、摆线轮转角修形齿廓曲线进行对比，满足侧隙和顶隙要求后，根据所述全齿廓曲线方程，进行相关参数及刀具磨削轨迹的设计。由于摆线轮/针轮啮合传动时，将摆线轮每一个齿廓分为工作段齿廓和非工作段齿廓，其中，非工作段齿廓由摆线轮齿顶和齿根两部分组成，所以在步骤S1至S3中，将工作工作段齿廓和非工作段齿廓的设计分为两个部分，再将非工作段齿廓的设计分为摆线轮齿顶和摆线轮齿根两个部分，针对不同的部分进行不同类型的设计，而在步骤S4中将两大部分合并得到最终的摆线轮叠加小齿修形的全齿廓曲线方程。摆线轮工作段齿廓修形采用的转角修形方式，保证摆线针轮共轭传动需要，而摆线轮非工作段齿廓中齿顶和齿根分别采用三次拟合曲线函数，将摆线轮转角修形全齿廓进一步修低，从而较好的实现摆线轮针轮传动时所需满足的齿顶间隙和齿侧间隙的要求。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术所提供的摆线轮修形方法设计的摆线轮齿廓曲线；图2为本专利技术所提供的摆线轮修形方法的摆线针轮啮合模型；图3为本专利技术所提供的摆线轮修形方法的流程图；图4为本专利技术所提供的摆线轮修形方法的具体实施例的流程图；图5为本专利技术所提供的摆线轮一个齿叠加小齿修形后的齿廓与转角修形齿廓的对比图；图6为本专利技术所提供的摆线轮一个齿叠加小齿修形后的齿廓与标准齿廓的对比图；图7为本专利技术所提供的摆线轮数控磨刀具轨迹曲线。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的核心是提供一种摆线轮修形方法，该方法能够保证摆线轮、针轮啮合所需齿侧间隙和齿顶间隙的要求。请参考图1至图6，图1为本专利技术所提供的摆线轮修形方法设计的摆线轮齿廓曲线；图2为本专利技术所提供的摆线轮修形方法的摆线针轮啮合模型；图3为本专利技术所提供的摆线轮修形方法的流程图；图4为本专利技术所提供的摆线轮修形方法的具体实施例的流程图；图5为本专利技术所提供的摆线轮一个齿叠加小齿修形后的齿廓与转角修形齿廓的对比图；图6为本专利技术所提供的摆线轮一个齿叠加小齿修形后的齿廓与标准齿廓的对比图；图7为本专利技术所提供的摆线轮数控磨刀具轨迹曲线。本申请提供的一种摆线轮修形方法，主要包括以下步骤：步骤S1、根据预设技术指标，得到摆线针轮的关键参数，建立摆线轮的标准齿廓曲线方程。步骤S2、根据分段修形区间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种摆线轮修形方法，其特征在于，包括：根据预设技术指标，得到摆线针轮的关键参数，建立摆线轮的标准齿廓曲线方程；根据分段修形区间的确定原则和摆线轮啮合过程压力角的变化规律，确定所述摆线轮的工作段齿廓区间；并根据所述摆线针轮传动需要满足的齿侧间隙要求，确定所述转角修形量和确定所述摆线轮的工作段齿廓转角修形曲线方程；根据所述摆线轮的工作段齿廓转角修形方程及所述工作段齿廓区间，确定所述摆线轮工作段齿廓端点参数；根据油脂润滑啮合传动特性及含油量要求，确定所述摆线轮的非工作段齿廓齿根的三次拟合曲线方程；根据摆线轮齿顶间隙要求，确定所述摆线轮的非工作段齿廓齿顶的三次拟合曲线方程；根据所述摆线轮的工作段齿廓转角修形的曲线方程、所述非工作段齿廓齿根的三次拟合曲线方程和所述非工作段齿廓齿顶的三次拟合曲线方程，确定摆线轮叠加小齿修形的全齿廓曲线方程。

【技术特征摘要】
1.一种摆线轮修形方法，其特征在于，包括：根据预设技术指标，得到摆线针轮的关键参数，建立摆线轮的标准齿廓曲线方程；根据分段修形区间的确定原则和摆线轮啮合过程压力角的变化规律，确定所述摆线轮的工作段齿廓区间；并根据所述摆线针轮传动需要满足的齿侧间隙要求，确定所述转角修形量和确定所述摆线轮的工作段齿廓转角修形曲线方程；根据所述摆线轮的工作段齿廓转角修形方程及所述工作段齿廓区间，确定所述摆线轮工作段齿廓端点参数；根据油脂润滑啮合传动特性及含油量要求，确定所述摆线轮的非工作段齿廓齿根的三次拟合曲线方程；根据摆线轮齿顶间隙要求，确定所述摆线轮的非工作段齿廓齿顶的三次拟合曲线方程；根据所述摆线轮的工作段齿廓转角修形的曲线方程、所述非工作段齿廓齿根的三次拟合曲线方程和所述非工作段齿廓齿顶的三次拟合曲线方程，确定摆线轮叠加小齿修形的全齿廓曲线方程。2.根据权利要求1所述的摆线轮修形方法，其特征在于，所述根据分段修形区间的确定原则和摆线轮啮合过程压力角的变化规律，确定摆线轮工作段齿廓区间，包括：根据分段修形区间的确定原则、摆线轮啮合过程压力角的变化规律和所述摆线轮参与啮合的齿数，确定所述摆线轮的工作段齿廓区间。3.根据权利要求1所述的摆线轮修形方法，其特征在于，所述确定摆线轮的工作段齿廓转角修形的曲线方程；和确定所述摆线轮工作段齿廓端点参数，包括：根据摆线轮分段修形生成原理，将摆线轮转角修形齿廓曲线方程作为摆线轮分段修形工作段齿廓曲线方程，并根据摆线针轮传动需要满足的齿侧间隙要求，确定所述摆线轮的转角修形量，以得到所述摆线轮的工作段齿廓转角修形的曲线方程；根据所述摆线轮转角修形方程及工作段齿廓区间，得到所述工作段齿廓端点参数...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈川，陈明，何毅，司国雷，张瑜，李强，
申请(专利权)人：四川航天烽火伺服控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51