摘要
摆线轮作为RV传动系统中最重要的零部件之一，其齿廓修形质量是影响RV减速器产品性能指标的关键因素。传统的齿廓修形方法主要是借助于摆线轮加工过程中各运动轴的移距、等距和转角等机床设置来实现的，存在计算过程复杂，修形齿廓曲线形状不易控制、轮齿啮合传动精度不易保证等不足。而成形磨削技术的发展及深入应用，为摆线轮采用更加灵活的齿廓修形设计方式提供了可能。 摆线轮的齿廓压力角直接影响RV摆线轮的啮合传力性能。因此，本文综合考虑摆线轮齿廓压力角与修形量之间的交互影响，提出了一种新的齿廓修形设计方法。该方法能够灵活预控摆线轮的齿廓曲线形状，修形齿廓更加符合工程实际，修形后的摆线针轮副具有良好的啮合接触特性和传力性能，从而为机器人精密减速器摆线轮的修形设计提供了新的途径。主要研究内容和创新如下： 1.提出了一种根据摆线轮齿廓压力角分布进行修形设计的理论和方法。在分析研究摆线针轮啮合传动时压力角分布与轮齿传力性能关系的基础上，基于摆线轮齿廓各点的压力角分布规律和轮齿啮合侧隙，建立齿廓修形设计数学模型；分别以齿廓压力角和修形量作为修形函数的参变量，以轮齿啮合间隙为约束条件，推导出直线法、摆线法和悬链线法的齿廓修形量的函数表示，阐明修形新方法灵活便利的特点，并作为研究修形新方法的齿廓形状及啮合特性理论基础。 2．以轮齿接触分析为手段，获取了修形后摆线针轮副的传动误差和回程误差，阐明了不同修形方法及齿廓形状对轮齿啮合特性的影响规律。通过传统修形方法与本论文的修形新方法在齿廓形状、最小啮合间隙、传动误差、回程误差等修形齿廓啮合特性的对比分析，明晰了摆线轮齿廓不同修形方法对齿廓形状、啮合特性等的影响规律，确保并验证了新修形齿廓具有更好的啮合特性和传力性能。 3．提出了一种基于传动误差和回差指标要求的齿廓修形预控和优化方法。研究了齿廓修形参数对齿廓形状及其啮合特性的影响，建立了摆线轮齿廓修形参数的多目标求解模型，并利用遗传算法进行求解，获得了满足传动性能要求的修形参数及更加符合工程实际的齿廓曲线。 4．开发出RV摆线轮齿廓修形设计与啮合分析系统软件，并对修形后的摆线针轮副进行了RV传动性能试验。该系统可以快速完成摆线轮的修形设计、啮合性能分析和修形参数优化，实现了对修形齿廓形状与传动精度的预控；搭建RV减速器性能测试试验台，获取了实际的传动误差和回程误差，并在此基础上完善摆线轮修形设计、啮合接触分析及齿廓修形优化等理论和方法，修形后的摆线齿廓及其运动精度能够符合工程实际要求。
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