[发明专利]一种谐波减速器刚轮齿形优化方法

权利要求书

1.一种谐波减速器刚轮齿形优化方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

S1、通过二次切割加工在谐波减速器刚轮上形成观测豁口；

S2、将切割加工后的谐波减速器安装到谐波减速器柔轮轮齿径向变形量测量装置中，经过谐波减速器柔轮轮齿径向变形量测量装置测量得到啮合运动状态下谐波减速器的柔轮参数；

S3、通过MATLAB对得到的柔轮参数进行处理，并将处理后的柔轮参数代入柔轮运动轨迹方程，通过MATLAB仿真得到高度拟合真实柔轮运动的运动轨迹；

S4、取基于真实柔轮径向变形量仿真得到的柔轮运动轨迹包络线，基于该包络线采用多段圆弧拟合包络线以获得优化后的刚轮齿形；

步骤S1所述的观测豁口形状为扇形体，扇形体两弧线中心均位于刚轮中心轴线上，半径分别同刚轮齿顶圆半径、刚轮外轮廓半径相等，扇形体高度与刚轮齿轮长度相等；

所述的谐波减速器柔轮轮齿径向变形量测量装置包括有固定安装在固定基座上的运动装置本体部分和参数测量部分；

所述的运动装置本体部分包括有交流伺服电机、十字滑块联轴器一、转矩转速传感器一、十字滑块联轴器二、切割加工后的谐波减速器、凸缘联轴器、转矩转速传感器二、十字滑块联轴器三和磁粉制动器；所述交流伺服电机通过十字滑块联轴器一驱动扭矩转速传感器一转动，扭矩转速传感器一通过十字滑块联轴器二带动切割加工后的谐波减速器转动，切割加工后的谐波减速器通过凸缘联轴器驱动扭矩转速传感器二转动，扭矩转速传感器二通过十字滑块联轴器三驱动磁粉制动器转动。

2.根据权利要求1所述的一种谐波减速器刚轮齿形优化方法，其特征在于：所述扇形体所对应圆心角的度数为27.5度。

3.根据权利要求1所述的一种谐波减速器刚轮齿形优化方法，其特征在于：所述的交流伺服电机固定安装在电机固定底座上，转矩转速传感器一和转矩转速传感器二分别固定在传感器固定座一和传感器固定座二上，所述切割加工后的谐波减速器固定安装在减速器固定底座上，所述的电机固定底座、传感器固定座一、传感器固定座二、减速器固定底座和磁粉制动器分别固定安装在所述固定基座上。

4.根据权利要求1所述的一种谐波减速器刚轮齿形优化方法，其特征在于：所述的参数测量部分包括有固定支架板一、固定支架板二、三自由度位移台、位移台固定板和传感器固定板，所述固定支架板一和固定支架板二平行对称布置于固定基座宽度方向中部，固定支架板一和固定支架板二之间连接有固定支架板三，所述三自由度位移台由三个不同位移方向的位移台连接构成，三自由度位移台底部固定于位移台固定板的中心位置，位移台固定板固定在固定支架板一和固定支架板二上；点激光位移传感器固定于传感器固定板的一端，传感器固定板固定于三自由度位移台的其中一个位移台上。

5.根据权利要求4所述的一种谐波减速器刚轮齿形优化方法，其特征在于：所述步骤S2具体过程如下：

S2.1将切割加工后的谐波减速器安装到谐波减速器柔轮轮齿径向变形量测量装置中后，通过三自由度位移台校准点激光位移传感器位置，使点激光位移传感器能够正常测量，并且固定于刚轮上观测豁口的开口端；

S2.2、打开交流伺服电机，交流伺服电机转动，依次带动扭矩转速传感器一、谐波减速器、扭矩转速传感器二和磁粉制动器转动，点激光位移传感器记录数据；

S2.3、通过三自由度位移台使点激光位移传感器沿x轴负方向移动0.5mm；

S2.4、重复步骤S2.2、S2.3，直到点激光位移传感器移动到刚轮观测豁口闭口端。

6.根据权利要求5所述的一种谐波减速器刚轮齿形优化方法，其特征在于：所述的步骤S3的具体内容如下：通过MATLAB对点激光位移传感器记录的数据进行降噪、优化处理，最终获得沿x轴每间隔0.5mm的截面位置上柔轮径向变形量最大值与最小值差值的绝对值δ，从多个绝对值δ中选出最大值δmax与最小值δmin。

7.根据权利要求6所述的一种谐波减速器刚轮齿形优化方法，其特征在于：将所述柔轮径向变形量极值δmax、δmin代入柔轮运动轨迹方程，通过MATLAB仿真得到柔轮运动轨迹。