一种摆线针轮传动多齿啮合接触特性分析方法

许立新　杨玉虎

1.天津职业技术师范大学天津市高速切削与精密加工重点实验室，天津，3002222.天津大学，天津，300072



一种摆线针轮传动多齿啮合接触特性分析方法

许立新1,2杨玉虎2

1.天津职业技术师范大学天津市高速切削与精密加工重点实验室，天津，3002222.天津大学，天津，300072

摘要：为有效地揭示齿廓修形、弹性接触及负载变化对摆线针轮传动多齿啮合接触动态特性的影响规律，基于多体动力学和弹性接触理论提出了一种可精确预估摆线针齿动态啮合对数、确定接触点位置并获取接触载荷的动力学分析方法。首先，建立了摆线针轮系统刚体多体动力学模型；其次，在数值计算的任一时刻，循环判断摆线齿廓的离散点与各个针齿之间是否满足接触条件，确定最大接触深度并计算法向接触载荷；最后，将摆线针齿接触载荷等效为系统广义力，建立了含多齿啮合接触关系的摆线针轮传动系统动力学方程。在此基础上，以某一针摆传动系统为算例，分析齿廓修形、弹性接触及负载变化对摆线针轮传动多齿啮合接触动态特性的影响。研究结果表明，摆线针轮传动的实际传力针齿数由齿廓修形和负载特性决定。该方法对于具有不同传动比的摆线针轮传动系统，均能高效准确地完成齿廓修形和负载变化条件下的传力针齿数预估和接触载荷计算。

关键词：摆线针轮传动；多齿啮合；接触动力学；多体动力学

0引言

摆线针轮传动具有传动比大、扭转刚性大、传动精度高和传动效率高等优点，广泛应用于工业机器人关节以及精密机床传动中。……