[发明专利]一种RV减速器摆线齿轮齿廓修形设计方法及系统

说明书

本发明涉及一种RV减速器摆线齿轮齿廓修形设计方法及系统，属于RV减速器设计技术领域。本发明以制造误差、安装误差、系统承载变形量、温度变化量中的至少两个因素作为边界条件，以修形量作为优化变量，建立以摆线齿轮的传动误差和回程误差最小的目标函数，求解该目标函数，得到摆线齿轮的齿廓修形量和修形函数曲线。本发明综合考虑了制造误差、安装误差、系统承载变形量、温度变化量中的至少两种因素，将其中的至少两种因素对修形量带来的影响作为边界条件确定修形量，得到的修形量和修形函数曲线能够预控RV减速器在实际工况下的传动误差和回程误差，达到了提高RV减速器运动精度的目的。

技术领域

本发明涉及一种RV减速器摆线齿轮齿廓修形设计方法及系统，属于RV减速器设计技术领域。

背景技术

RV减速器是工业机器人的核心部件。RV减速器中摆线针轮行星传动对运动精度影响最大，摆线齿轮的齿廓修形质量是影响运动精度和精度寿命的关键因素。现有的修形方法有等距、移距、转角及其组合等传统修形方式，也有近几年来提出的抛物线修形方式。例如，名称为《RV减速器摆线轮的修形优化》(作者刘洪建)，该文件公开了一种RV减速器摆线轮的修形优化设计方法，该方法采用最优化修形理论，通过逼近转角修形，利用MATALAB优化工具箱搜索其最佳等距和移距修形量，实现修形。但这些修形方式都没有考虑摆线齿轮的制造误差、安装误差、系统受载变形和温度效应对摆线齿轮传动精度的影响，导致修形结果并不能反映真实工况，从而影响摆线齿轮传动精度的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种RV减速器摆线齿轮齿廓修形设计方法，以解决目前的修形设计方法没有综合考虑制造误差、安装误差、系统受载变形和温度效应而导致修形设计后的摆线齿轮传动精度低的问题；本发明还提供了一种RV减速器摆线齿轮齿廓修形设计系统。

本发明为解决上述技术问题而提供一种RV减速器摆线齿轮齿廓修形设计方法，包括以下方案，方法方案一：该设计方法的过程如下：

以制造误差、安装误差、系统承载变形量、温度变化量中的至少两个因素作为边界条件，以修形量作为优化变量，建立以摆线齿轮的传动误差和回程误差最小的目标函数，求解该目标函数，得到摆线齿轮的齿廓修形量和修形函数曲线。

本发明综合考虑了制造误差、安装误差、系统承载变形量、温度变化量中的至少两种因素，将其中的至少两种因素对修形量带来的影响作为边界条件确定修形量，本发明克服了现有修形方式没有考虑摆线轮的制造误差、安装误差、系统受载变形和温度效应对摆线齿轮传动精度的影响，通过优化设计得到的修形量和修形函数曲线能够预控RV减速器在实际工况下的传动误差和回程误差，达到提高RV减速器运动精度的目的。

方法方案二：在方法方案一的基础上，以制造误差作为边界条件是指：建立摆线针轮副啮合分析数学模型，根据两个或三个摆线轮的相位差，通过齿面接触分析，确定制造误差引起的传动误差和回程误差。

方法方案三：在方法方案一的基础上，以安装误差作为边界条件是指：建立摆线针轮副啮合分析数学模型，根据两个或三个摆线轮的相位差，通过齿面接触分析，确定安装误差引起的传动误差和回程误差。

方法方案四：在方法方案一的基础上，以承载变形量作为边界条件是指：根据RV减速器摆线针轮传动系统三维受力模型计算系统内各零部件承载变形量，得到的摆线齿轮沿圆周方向、径向和轴向的位移量，并求解由此产生的传动误差和回程误差。

方法方案五：在方法方案一的基础上，以温度变化量为边界条件是指：根据RV减速器实际工况下的温度场，确定摆线齿轮与针轮壳之间的啮合特性随温升的变化状况，计算温度变化引起的齿形集合参数变化，并求解由此产生的传动误差和回程误差。

方法方案六、七、八、九、十：分别在方法方案一、二、三、四、五的基础上，所述的修形函数曲线是二阶抛物线、三阶抛物线、高阶抛物线、对数函数曲线中的任意一种。