渐开线直齿内齿轮的轮齿刚度简化计算

为了获得渐开线直齿内齿轮轮齿刚度的简化计算公式,从直齿内齿轮渐开线齿形出发,建立了内齿轮的精确三维实体模型,合理选择并提出了影响直齿内齿轮变形挠度的4个主要参数:加载位置、齿轮齿数、齿轮变位系数和刀尖圆角半径,并利用有限元法对变形挠度进行了分析研究和实际计算,最后通过对计算数据的回归分析,推导出了直齿内齿轮轮齿刚度的简化计算公式.     

基于尺度律的轻量化协作机器人关节传动系统优化选型

协作机器人关节是协作机器人总重量的主要来源，其核心部分是由电机和谐波减速器组成的传动系统，决定着整个关节的重量和性能。实现关节轻量化设计的关键是对电机和减速器进行优化选型。为了解决协作机器人结构笨重、功耗高等问题，提出了一种基于尺度律的关节传动系统的优化选型方法。首先，建立了关节传动系统的动态模型，并确定了电机和减速器的选择条件；然后，构建了以电机和减速器重量最小化为目标的优化函数；因所提出的优化函数涉及众多参数，需要首先对其进行简化，据此提出了一种尺度律的方法，将优化函数简化为仅由电机堵转转矩和减速比两个参数组成，并用电机和减速器实际数据对尺度律的正确性进行了验证；最后，为了对基于尺度律的优化选型方法的有效性进行验证，参照市售的机器人关节性能参数，分别进行了仿真实验和实际试验，并完成了最终的关节设计。研究结果表明：在仿真实验中，采用该选型方法得到的电机和减速器重量相较于关节原始设计重量减轻了约20%,从而验证了该方法的有效性；在实际的选型试验中，选型得到的电机和减速器的总重量相较于原始设计减轻了18%,从而进一步验证了该方法可以满足关节轻量化的设计要求。