摘要：为控制渐开线内啮合圆柱齿轮副的回差,对设计及制造过程中影响齿侧间隙的各误差因素进行分析、归类并量化。在认识各相关误差的形成机理与周期变化规律的基础上,考虑对各误差因素进行控制、补偿的可行性与最低成本控制,提出了齿侧间隙控制与补偿方法。包括基于等效变位齿轮的齿厚偏差补偿方法,齿轮变形协调设计,以及考虑各误差因素的最小侧隙啮合中心距设计计算公式。最后采用模数为1,内外齿轮齿数为45、40,精度等级为7级和6级的两对齿轮进行实验验证,试验结果表明采用该方法可将齿轮副的空程回差控制在3′以内。

摘要：为了研究双圆弧齿廓和S形齿廓在空载状态下的啮合性能差异,对采用包络啮合理论设计的双圆弧齿廓进行共轭齿廓拟合分析,并根据齿条近似原理给出S形齿廓的完整表达式,对基于不同啮合原理设计的谐波传动齿廓的运动轨迹、啮合侧隙进行对比分析.结果表明:双圆弧齿廓和S形齿廓都存在啮合侧隙,但是由于S形齿廓在凸齿廓共轭区啮合侧隙更小,侧隙分布更均匀,因此其啮合性能比双圆弧齿廓更好.此外,双圆弧齿廓的齿顶高系数对其啮合侧隙和啮合范围均有很大影响,而S形齿廓的齿顶高系数对其啮合侧隙没有影响.

摘要：针对实际工况中,谐波传动的柔轮的实际变形与线性假设变形存在一定偏差的问题,利用ANSYS Workbench进行多体接触有限元分析,探究柔轮的结构参数对柔轮有限元径向变形的影响规律和敏感度.结果表明:齿宽、壁厚、筒长、波发生器与柔轮杯底距离等参数都对柔轮径向变形有一定程度的影响,其中波发生器与杯底的距离对柔轮径向变形影响程度最大,敏感度最高,其次是齿宽和筒长,壁厚对柔轮径向变形的影响程度最小.基于柔轮的有限元变形,采用改进运动学法和柔轮精确转角关系设计无公切线双圆弧齿廓,并结合MATLAB参数化编程对柔轮齿廓进行三维修形,对仿真实体模型进行有限元分析,结果表明:有限元法设计修形的柔轮最大应力比未修形时减小925 MPa,比线性法设计修形减少144 MPa,有限元法设计修形的柔轮齿各截面的周向应力也低于线性法设计修形.

摘要：以谐波传动中凸轮轮廓曲线为共轭齿廓形成的原始驱动参数,基于运动轨迹映射与共轭方程,提出了共轭参数驱动的谐波传动齿廓设计方法。对非共轭参数驱动与共轭参数驱动设计方法设计的共轭齿廓进行了啮合特性对比分析,研究了凸轮径向变形量系数和凸轮形式对谐波传动啮合与接触特性的影响规律。结果表明:共轭参数驱动的齿廓设计方法无须参数调整便可同时实现二次共轭和两点共轭,并且不会出现无解;凸轮径向变形量系数的减小可增大啮合区间与啮入区的啮合侧隙,并使齿面接触的综合曲率半径减小;凸轮形式虽然对啮合区间影响较小,但是对啮合侧隙和综合曲率半径影响较大,选取凸轮形式及结构参数时应综合考虑对谐波传动啮合、接触与润滑特性的影响。

摘要：为解决传统齿轮副存在的回差问题,对设计、制造和安装过程中存在的误差影响因素进行了定量计算.通过考虑齿厚偏差、轴承径向跳动、中心距偏差和温度对齿轮变形的影响,提出了可自动变形补偿的金属橡胶复合齿轮副设计方法;基于ABAQUS有限元分析计算了高、低温对复合齿轮副变形的影响,得出了复合齿轮副在高、低温环境下的变形量和理论中心距预紧量;实验考察在不同预紧量下金属齿轮副和复合齿轮副的振动响应情况.结果表明:随着预紧量的增加,振动加速度先减小后增加;预紧量的改变对金属齿轮副的影响较大,对复合齿轮副的影响较小,复合齿轮副相对金属齿轮副的改善效果随着预紧量的增加而愈加明显;实验得到的最佳预紧量和仿真计算值基本吻合,从而验证了仿真分析的正确性.

摘要：针对柔轮的小体积、高刚度、高寿命的设计要求,在理论上建立弹性齿圈受力模型,探究设计时结构间的尺寸搭配与补偿方法.基于响应面法和中心复合设计(CCD)采样方法,在ANSYS Workbench中进行参数化建模和有限元分析,得出应力和刚度对结构参数的响应曲面(线),分析各结构参数对应力和刚度的影响规律.分析结果表明,在柔轮的小体积设计中,可以减小径向变形量以抵消半径减小时增加的应力,减小壁厚以抵消筒长减小时内壁产生的应力.柔轮的小体积设计会使承载能力减弱,加剧齿圈后端的应力集中和疲劳破坏.应在保证啮合状态和承载能力的情况下,增大厚径比,减小径向变形量,以减轻齿圈后端的应力集中现象.通过响应面法得出关于柔轮应力和刚度的回归曲线,可以用于设计时获取最优值.

摘要：针对基座浮动刚性空间机器人的轨迹跟踪控制问题,基于自适应神经网络、性能函数以及障碍函数提出了一种新的全局自适应控制策略。首先,对于机器人系统任意初始状态,所设计的控制器使得轨迹跟踪误差在预定义时间内收敛,并始终约束在给定的性能函数边界范围内,从而保证期望瞬态与稳态性能;然后,基于单参数更新技术设计自适应神经网络逼近空间机器人动力学模型不确定性以减小计算负担;最后,通过Lyapunov稳定性分析判据证明系统所有状态的一致有界性。数值仿真结果表明:所提方法不仅能使得空间机器人的轨迹跟踪精度达到期望性能约束要求,还能保证被控系统的全局稳定性。

摘要：为了达到减小减速器体积同时提高承载能力、降低运转冲击的目的,基于Hertz接触理论,引用销轴和销孔外廓参数和材料参数建立两者法向接触力的数学模型;选取减速器的5个尺寸参数为设计变量,构造8个非线性约束方程,建立起优化法向接触力和减速器体积的多目标优化模型.运用评价函数法和罚函数法求解计算实例,对优化模型进行验证,对比优化前后结果表明,减速器体积和法向接触力分别得到了13.1%和24.0%的优化率;利用ADAMS对法向接触力进行动力学仿真,得到优化前后的时域和频域仿真图,结果表明其平均优化率达到29.4%,与理论结果基本吻合.

摘要：以具有可控界面弹性变形的柔性滤波驱动机构为研究对象,考虑柔性变形、摩擦和传动误差等非线性因素的影响,建立了基于LuGre摩擦模型的系统数学模型。利用模糊逻辑在线逼近系统中的未知参数与非线性项,通过逐步引入一阶滤波器设计了虚拟控制量,构建了自适应动态面模糊控制器。利用Lyapunov理论证明系统所有闭环信号半全局一致有界。与传统PID做比较,仿真实验结果表明所提出的控制策略抑制摩擦等非线性项的干扰,提高了系统的跟踪精度与鲁棒性。

摘要：针对少齿差行星减速器核心部件金属齿轮副变形补偿性较差等问题,设计吸振、变形补偿性较好的金属橡胶复合齿轮副,运用刚柔耦合多体动力学对复合齿轮副和金属齿轮副的振动进行仿真分析,并用试验的方法对两齿轮副在不同工况下的振动特性进行研究.仿真及试验结果表明,金属橡胶材料的加入改善了复合齿轮副的振动特性,复合齿轮副在啮合力、角加速度、传动效率和振动加速度方面要明显优于金属齿轮副,同时复合齿轮副传动平稳性得到了较大提升,仿真结果和试验结果基本吻合.