[发明专利]一种基于MATLAB的摆线轮参数优化方法

摘要

本发明公开了一种基于MATLAB的摆线轮参数优化方法，包括如下步骤：步骤一、获取针齿齿数ZP和针齿中心圆半径rp；步骤二、根据约束条件，获取偏心距a和针齿套外圆半径rrp；步骤三、确定摆线轮传动瞬时同时参与啮合的齿号范围和最大啮合力；步骤四、当针齿接触应力达到强度要求、且转臂轴承寿命满足要求时，则输出偏心距a和针齿套外圆半径rrp；反之，执行步骤二，直到满足所需条件为止。本发明通过分析摆线针轮传动基本原理以及摆线轮的设计方法，完成了以影响摆线针轮传动承载能力的主要参数—偏心距a，针齿半径rrp为设计变量，以摆线轮针齿啮合强度和转臂轴承寿命为待求目标，并满足一定约束条件的摆线轮参数优化工作。

主权项

1.一种基于MATLAB的摆线轮参数优化方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、获取针齿齿数ZP和针齿中心圆半径rp；步骤二、根据约束条件，获取偏心距a和针齿半径rrp；所述约束条件包括：约束条件①、偏心距a的取值应确保偏心距短幅系数K₁在下列取值范围之内，即：K_1x≤K₁≤K_1y；其中：K₁为偏心距短幅系数，下角标x为摆线轮齿数Z_c选定后K₁取值范围的左端点，K_1x为左端点值；下角标y为摆线轮齿数Z_c选定后K₁取值范围的右端点，K_1y为右端点值；约束条件②、针径系数K2的取值在下列取值范围之内，即：K_2x≤K₂≤K_2y；其中：K₂为针径系数；下角标x为针齿齿数Z_p选定后K₂取值范围的左端点，K_2x为左端点值；下角标y为针齿齿数Z_p选定后K₂取值范围的右端点，K_2y为右端点值；约束条件③、针齿半径rrp在下列取值范围之内，即：rrp<|ρ0|min；当(Zp‑2)/(2Zp‑1)≥K1时，|ρ0|min＝(1+K1)2rp/(ZpK1+1)；当1>K₁>(Z_p‑2)/(2Z_p‑1)时，其中：|ρ0|min为摆线轮的凸齿形部分理论齿形的最小曲率半径；约束条件④、根据摆线磨齿机的规范，偏心距a为0.65，0.75，1，1.25，1.5，2，2.5，3，3.5，4，4.5，5，5.5，6，6.5，7，8，9，10，11，12，13，14中的一个；约束条件⑤、针齿半径rrp取整数；在上述五个约束条件的制约下，利用MATLAB计算出偏心距a和针齿半径rrp；步骤三、确定摆线轮传动瞬时同时参与啮合的齿号范围和啮合力；具体为：首先，对同时参与啮合的齿数和齿号判断，根据公式：其中：—第i个针齿相对于转臂的转角Δrrp—摆线轮齿廓等距修型量Δrp—摆线轮齿廓移距修型量计算摆线轮与针齿的初始啮合间隙在摆线轮开始啮合传动时，摆线轮与针齿壳有接触变形W，在其啮合点作用力的公法线方向存在位移，记为：δ_i，当δ_i比该位置的初始啮合间隙大时，各个摆线轮齿处都将参与啮合；反之，摆线轮齿与针齿之间不会参与啮合，会产生间隙；然后，在判断出啮合的齿数和齿号范围后，计算啮合轮齿与针齿的啮合力，并计算出对应的针齿接触应力和转臂轴承寿命；步骤四、当针齿接触应力达到强度要求、且转臂轴承寿命满足要求时，则输出偏心距a和针齿半径rrp；反之，执行步骤二。