摆线齿轮设计寿命计算方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种摆线齿轮设计寿命计算方法与装置，涉及机器人摆线减速器领域。通过依据针齿销半径、摆线轮的有效齿宽、摆线轮曲率半径、针齿销的泊松比、摆线轮的泊松比、针齿销的弹性模量、摆线轮的弹性模量、针齿作用在摆线轮上的摩擦力等参数计算出第i个针齿作用在摆线轮上的压力、转矩对应的摆线齿轮将向逆时针方向转过的角度；然后依据与材料硬度有关的系数、轴承类型系数、由轴承零件形状等参数计算出径向滚柱轴承的基本额定动载荷；最后依据基本额定动载荷、径向载荷、针齿齿数、摆线轮齿数、摆线轮‑针轮传动输入转速计算出摆线齿轮设计寿命，计算方法简单、合理、有效，计算程序结构合理、计算效率高，具有较高工程应用价值。

【技术实现步骤摘要】
摆线齿轮设计寿命计算方法与装置
本专利技术涉及机器人摆线减速器领域，具体而言，涉及一种摆线齿轮设计寿命计算方法与装置。
技术介绍
摆线减速器，是一种应用行星式传动原理，采用摆线针齿啮合的新颖传动装置。摆线针轮减速机全部传动装置可分为三部分：输入部分、减速部分、输出部分。在输入轴上装有一个错位180°的双偏心套，在偏心套上装有两个称为转臂的滚柱轴承，形成H机构、两个摆线轮的中心孔即为偏心套上转臂轴承的滚道，并由摆线轮与针齿轮上一组环形排列的针齿相啮合，以组成齿差为一齿的内啮合减速机构，(为了减小摩擦，在速比小的减速机中，针齿上带有针齿套)。当输入轴带着偏心套转动一周时，由于摆线轮上齿廓曲线的特点及其受针齿轮上针齿限制之故，摆线轮的运动成为既有公转又有自转的平面运动，在输入轴正转周时，偏心套亦转动一周，摆线轮于相反方向转过一个齿从而得到减速，再借助W输出机构，将摆线轮的低速自转运动通过销轴，传递给输出轴，从而获得较低的输出转速。传统技术中，由于摆线针轮行星传动受力复杂，摆线齿轮设计寿命目前尚无理论计算方法。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例的目的在于提供一种摆线齿轮设计寿命计算方法与装置，以改善上述的问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种摆线齿轮设计寿命计算方法，所述摆线齿轮设计寿命计算方法包括：接收用户终端发送的针齿销半径、摆线轮的有效齿宽、摆线轮曲率半径、针齿销的泊松比、摆线轮的泊松比、针齿销的弹性模量、摆线轮的弹性模量、针齿作用在摆线轮上的摩擦力、过针轮与摆线轮的切点与过针轮与摆线轮的切点和定轴中心的连线的切线方向和第i个针齿作用在摆线轮上的压力方向的交角、摆线轮中心与摆线轮针轮接触点的距离、摆线轮的转矩；以及接收用户终端发送的与材料硬度有关的系数、轴承类型系数、由轴承零件形状、精确度、材质所决定的系数、单个轴承内的转动体的列数、滚柱与轨道面的有效接触长度、公称接触角、单列中转动体的个数、滚柱直径；接收用户终端发送的径向载荷、针齿齿数、摆线轮齿数、摆线轮-针轮传动输入转速；依据针齿销半径、摆线轮的有效齿宽、摆线轮曲率半径、针齿销的泊松比、摆线轮的泊松比、针齿销的弹性模量、摆线轮的弹性模量、针齿作用在摆线轮上的摩擦力、过针轮与摆线轮的切点与过针轮与摆线轮的切点和定轴中心的连线的切线方向和第i个针齿作用在摆线轮上的压力方向的交角、摆线轮的切点和定轴中心的连线的切线方向向量、摆线轮的转矩计算出第i个针齿作用在摆线轮上的压力、转矩对应的摆线齿轮将向逆时针方向转过的角度；依据与材料硬度有关的系数、轴承类型系数、由轴承零件形状、精确度、材质所决定的系数、单个轴承内的转动体的列数、滚柱与轨道面的有效接触长度、公称接触角、单列中转动体的个数、滚柱直径计算出径向滚柱轴承的基本额定动载荷；依据基本额定动载荷、径向载荷、针齿齿数、摆线轮齿数、摆线轮-针轮传动输入转速计算出摆线齿轮设计寿命。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种摆线齿轮设计寿命计算装置，所述摆线齿轮设计寿命计算装置包括：信息接收单元，用于接收用户终端发送的针齿销半径、摆线轮的有效齿宽、摆线轮曲率半径、针齿销的泊松比、摆线轮的泊松比、针齿销的弹性模量、摆线轮的弹性模量、针齿作用在摆线轮上的摩擦力、过针轮与摆线轮的切点与过针轮与摆线轮的切点和定轴中心的连线的切线方向和第i个针齿作用在摆线轮上的压力方向的交角、摆线轮中心与摆线轮针轮接触点的距离、摆线轮的转矩；所述信息接收单元还用于接收用户终端发送的与材料硬度有关的系数、轴承类型系数、由轴承零件形状、精确度、材质所决定的系数、单个轴承内的转动体的列数、滚柱与轨道面的有效接触长度、公称接触角、单列中转动体的个数、滚柱直径；所述信息接收单元还用于接收用户终端发送的径向载荷、针齿齿数、摆线轮齿数、摆线轮-针轮传动输入转速；计算单元，用于依据针齿销半径、摆线轮的有效齿宽、摆线轮曲率半径、针齿销的泊松比、摆线轮的泊松比、针齿销的弹性模量、摆线轮的弹性模量、针齿作用在摆线轮上的摩擦力、过针轮与摆线轮的切点与过针轮与摆线轮的切点和定轴中心的连线的切线方向和第i个针齿作用在摆线轮上的压力方向的交角、摆线轮的切点和定轴中心的连线的切线方向向量、摆线轮的转矩计算出第i个针齿作用在摆线轮上的压力、转矩对应的摆线齿轮将向逆时针方向转过的角度；所述计算单元还用于依据与材料硬度有关的系数、轴承类型系数、由轴承零件形状、精确度、材质所决定的系数、单个轴承内的转动体的列数、滚柱与轨道面的有效接触长度、公称接触角、单列中转动体的个数、滚柱直径计算出径向滚柱轴承的基本额定动载荷；所述计算单元还用于依据基本额定动载荷、径向载荷、针齿齿数、摆线轮齿数、摆线轮-针轮传动输入转速计算出摆线齿轮设计寿命。与现有技术相比，本专利技术提供的摆线齿轮设计寿命计算方法与装置，通过依据针齿销半径、摆线轮的有效齿宽、摆线轮曲率半径、针齿销的泊松比、摆线轮的泊松比、针齿销的弹性模量、摆线轮的弹性模量、针齿作用在摆线轮上的摩擦力、过针轮与摆线轮的切点与过针轮与摆线轮的切点和定轴中心的连线的切线方向和第i个针齿作用在摆线轮上的压力方向的交角、摆线轮的切点和定轴中心的连线的切线方向向量、摆线轮的转矩计算出第i个针齿作用在摆线轮上的压力、转矩对应的摆线齿轮将向逆时针方向转过的角度；然后依据与材料硬度有关的系数、轴承类型系数、由轴承零件形状、精确度、材质所决定的系数、单个轴承内的转动体的列数、滚柱与轨道面的有效接触长度、公称接触角、单列中转动体的个数、滚柱直径计算出径向滚柱轴承的基本额定动载荷；最后依据基本额定动载荷、径向载荷、针齿齿数、摆线轮齿数、摆线轮-针轮传动输入转速计算出摆线齿轮设计寿命，计算方法简单、合理、有效，计算程序结构合理、计算效率高，具有较高工程应用价值。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。图1为本专利技术实施例提供的服务器与用户终端的交互示意图；图2为本专利技术实施例提供的服务器的结构框图；图3为本专利技术实施例提供的摆线齿轮设计寿命计算方法的流程图；图4为本专利技术实施例提供的摆线齿轮的结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的摆线齿轮设计寿命计算装置的功能模块框图。图标：100-用户终端；200-服务器；300-无线网络；101-存储器；102-存储控制器；103-处理器；104-外设接口；105-摆线轮；106-针轮；107-定轴；501-信息接收单元；502-计算单元。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中附图，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，而不是全部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种摆线齿轮设计寿命计算方法，其特征在于，所述摆线齿轮设计寿命计算方法包括：接收用户终端发送的针齿销半径、摆线轮的有效齿宽、摆线轮曲率半径、针齿销的泊松比、摆线轮的泊松比、针齿销的弹性模量、摆线轮的弹性模量、针齿作用在摆线轮上的摩擦力、过针轮与摆线轮的切点与过针轮与摆线轮的切点和定轴中心的连线的切线方向和第i个针齿作用在摆线轮上的压力方向的交角、摆线轮中心与摆线轮针轮接触点的距离、摆线轮的转矩；以及接收用户终端发送的与材料硬度有关的系数、轴承类型系数、由轴承零件形状、精确度、材质所决定的系数、单个轴承内的转动体的列数、滚柱与轨道面的有效接触长度、公称接触角、单列中转动体的个数、滚柱直径；接收用户终端发送的径向载荷、针齿齿数、摆线轮齿数、摆线轮‑针轮传动输入转速；依据针齿销半径、摆线轮的有效齿宽、摆线轮曲率半径、针齿销的泊松比、摆线轮的泊松比、针齿销的弹性模量、摆线轮的弹性模量、针齿作用在摆线轮上的摩擦力、过针轮与摆线轮的切点与过针轮与摆线轮的切点和定轴中心的连线的切线方向和第i个针齿作用在摆线轮上的压力方向的交角、摆线轮的切点和定轴中心的连线的切线方向向量、摆线轮的转矩计算出第i个针齿作用在摆线轮上的压力、转矩对应的摆线齿轮将向逆时针方向转过的角度；依据与材料硬度有关的系数、轴承类型系数、由轴承零件形状、精确度、材质所决定的系数、单个轴承内的转动体的列数、滚柱与轨道面的有效接触长度、公称接触角、单列中转动体的个数、滚柱直径计算出径向滚柱轴承的基本额定动载荷；依据基本额定动载荷、径向载荷、针齿齿数、摆线轮齿数、摆线轮‑针轮传动输入转速计算出摆线齿轮设计寿命。...

【技术特征摘要】
1.一种摆线齿轮设计寿命计算方法，其特征在于，所述摆线齿轮设计寿命计算方法包括：接收用户终端发送的针齿销半径、摆线轮的有效齿宽、摆线轮曲率半径、针齿销的泊松比、摆线轮的泊松比、针齿销的弹性模量、摆线轮的弹性模量、针齿作用在摆线轮上的摩擦力、过针轮与摆线轮的切点与过针轮与摆线轮的切点和定轴中心的连线的切线方向和第i个针齿作用在摆线轮上的压力方向的交角、摆线轮中心与摆线轮针轮接触点的距离、摆线轮的转矩；以及接收用户终端发送的与材料硬度有关的系数、轴承类型系数、由轴承零件形状、精确度、材质所决定的系数、单个轴承内的转动体的列数、滚柱与轨道面的有效接触长度、公称接触角、单列中转动体的个数、滚柱直径；接收用户终端发送的径向载荷、针齿齿数、摆线轮齿数、摆线轮-针轮传动输入转速；依据针齿销半径、摆线轮的有效齿宽、摆线轮曲率半径、针齿销的泊松比、摆线轮的泊松比、针齿销的弹性模量、摆线轮的弹性模量、针齿作用在摆线轮上的摩擦力、过针轮与摆线轮的切点与过针轮与摆线轮的切点和定轴中心的连线的切线方向和第i个针齿作用在摆线轮上的压力方向的交角、摆线轮的切点和定轴中心的连线的切线方向向量、摆线轮的转矩计算出第i个针齿作用在摆线轮上的压力、转矩对应的摆线齿轮将向逆时针方向转过的角度；依据与材料硬度有关的系数、轴承类型系数、由轴承零件形状、精确度、材质所决定的系数、单个轴承内的转动体的列数、滚柱与轨道面的有效接触长度、公称接触角、单列中转动体的个数、滚柱直径计算出径向滚柱轴承的基本额定动载荷；依据基本额定动载荷、径向载荷、针齿齿数、摆线轮齿数、摆线轮-针轮传动输入转速计算出摆线齿轮设计寿命。2.根据权利要求1所述的摆线齿轮设计寿命计算方法，其特征在于，所述依据与材料硬度有关的系数、轴承类型系数、由轴承零件形状、精确度、材质所决定的系数、单个轴承内的转动体的列数、滚柱与轨道面的有效接触长度、公称接触角、单列中转动体的个数、滚柱直径计算出径向滚柱轴承的基本额定动载荷的步骤包括：依据算式Cr＝fHbmfc(kleffcosα0)7/9z3/4Dw29/27计算出径向滚柱轴承的基本额定动载荷，其中，式中fH为与材料硬度有关的系数；bm为轴承类型系数；fc由轴承零件形状、精确度、材质所决定的系数；k为单个轴承内的转动体的列数；leff为滚柱与轨道面的有效接触长度；α0为公称接触角；z为单列中转动体的个数；Dw为滚柱直径。3.根据权利要求1所述的摆线齿轮设计寿命计算方法，其特征在于，所述摆线齿轮设计寿命为许用扭矩下的寿命，所述依据基本额定动载荷、径向载荷、针齿齿数、摆线轮齿数、摆线轮-针轮传动输入转速计算出摆线齿轮设计寿命的步骤包括：依据算式计算出许用扭矩下的寿命，Pri＝Pi*cosθi，其中，Z为针齿齿数，Zc为摆线轮齿数，NI为摆线轮-针轮传动输入转速，N0为输出转速，Pi为摆线轮的转矩计算出第i个针齿作用在摆线轮上的压力，θi为针轮的中心到定轴与摆线轮的切点方向和定轴与摆线轮的切点与定轴中心的交角，Pr为径向载荷，Pri为第i个针齿径向载荷，Cr为基本额定动载荷，Lh1为许用扭矩下的寿命。4.根据权利要求1所述的摆线齿轮设计寿命计算方法，其特征在于，所述摆线齿轮设计寿命为实际使用扭矩下的寿命，所述依据基本额定动载荷、径向载荷、针齿齿数、摆线轮齿数、摆线轮-针轮传动输入转速计算出摆线齿轮设计寿命的步骤包括：依据算式计算出许用扭矩下的寿命，其中，Pdr为摆线齿轮中心圆半径；αc为摆线齿轮压力角，Pi为摆线轮的转矩计算出第i个针齿作用在摆线轮上的压力，θi为针轮的中心到定轴与摆线轮的切点方向和定轴与摆线轮的切点与定轴中心的交角，Cr为基本额定动载荷，Tl为载荷扭矩，Pdr为摆线齿轮中心圆半径，Lh2为许用扭矩下的寿命。5.根据权利要求1所述的摆线齿轮设计寿命计算方法，其特征在于，所述摆线齿轮设计寿命计算方法还包括：依据算式Tle＝Pe·Pr计算期望寿...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝敏，王起梁，孟永帅，
申请(专利权)人：中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32