无侧隙啮合锥形摆线针轮行星精密定轴传动关键技术研究

项目汇集锥形摆线针轮行星传动、活齿传动和定轴传动优点，创造性地提出一种无侧隙啮合锥形摆线针轮行星精密定轴传动。该传动由偏心锥形针轮、锥形摆线轮、驱动盘、输入、输出轴、侧隙调整机构构成，当输入偏心轴旋转时，通过驱动盘带动偏心锥形针轮同步转动，偏心锥形针轮依次驱动锥形摆线轮作定轴旋转，将运动和动力输出。该传动运动件间是滚动接触，传动效率高、寿命长；省去了专门输出机构，结构简单、体积小、扭转刚度大；通过调整摆线啮合副轴向位置调整啮合侧隙，实现零间隙精密传动；锥形摆线啮合副为锥形零件，便于净成型加工和装配。项目将齿轮啮合理论、锥形摆线传动设计加工方法、非线性振动理论和实验研究相结合，开展锥形摆线针轮行星精密定轴传动设计理论与方法研究，掌握其啮合原理、锥形摆线设计及精密加工方法等关键科学技术，在其传动精度和回差等方面取得突破性进展，开发出主要性能指标到达国外同等规格水平的样机，为其工程应用奠定基础。

提出了新型摆线针轮行星精密定轴传动装置，取消传统摆线针轮行星传动的W机构，具有结构刚性好、制造工艺简单特点。项目建立该新型传动系统受力分析模型，对摆线轮修形前后受力情况进行分析，得出接触区域的最大应力值及实际接触齿对数，建立了摆线针轮行星精密定轴传动的虚拟样机模型，对其力学特性进行了仿真分析，验证了理论分析的正确性；建立摆线针轮行星精密定轴传动线接触弹流润滑数值模型，研究了非牛顿流体特征参数及摆线针轮传动设计参数对啮合过程中摩擦系数和摩擦损失功率的影响规律，讨论不同摆线轮修形方法对传动的啮合区间、压力和膜厚的影响。以入口油膜厚度来表征乏油程度，研究入口油膜厚度变化对油膜温度、中心膜厚、有效膜厚起始位、润滑效率及摩擦系数和摩擦损失功率的影响规律，讨滑滚比、速度、载荷变化对供油量以及润滑效率的影响；研制了两台摆线针轮减速器样机，搭建了摆线传动啮合特性试验台、回差试验台和动态精度试验台，对摆线针轮传动进行了啮合特性、传动精度分析，得出摆线针轮副载受载均匀、回差较小、传动精度较好结论，验证了理论分析和有限元计算的可靠性，为摆线轮修形和结构优化提供可靠依据。