結(jié)論
圓柱正弦活齒傳動是一種新型的活齒傳動，可實(shí)現(xiàn)輸入輸出同軸傳動并具有自鎖的能力。該活齒傳動屬于自平衡結(jié)構(gòu)，即僅采用單排激波器就可以使作用力達(dá)到平衡，由此縮短了傳動的運(yùn)動鏈，減少了動力損耗，具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、徑向尺寸小、傳動效率高等優(yōu)點(diǎn)，在航空航天、機(jī)器人等許多領(lǐng)域都具有極佳的應(yīng)用前景。但是目前在我國，圓柱正弦活齒傳動在其理論研究和實(shí)際應(yīng)用方面還未見報道，因此，對該傳動進(jìn)行深入系統(tǒng)理論研究，并能設(shè)計研制出減速器，是一個具有重大理論意義和較大應(yīng)用價值的課題。本文從減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計、理論研究、制造加工和試驗(yàn)研究等方面做了大量的工作，其主要的創(chuàng)造性成果歸納如下：
1.建立了完整的圓柱正弦活齒傳動的空間嚙合理論。在對圓柱正弦活齒傳動組成結(jié)構(gòu)及傳動特點(diǎn)進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出空間正弦滾道的齒廓方程；建立了圓柱正弦活齒傳動的空間力學(xué)模型并得到作用力及接觸角的分布規(guī)律；研究正弦滾道與活齒接觸點(diǎn)處的主曲率計算方法及其變化規(guī)律；對活齒空間運(yùn)動狀態(tài)進(jìn)行了研究，提出共扼齒廓間的滑動率計算方法，并得到活齒傳動各結(jié)構(gòu)參數(shù)變化對滑動率的影響規(guī)律；
2.對圓柱正弦活齒減速器系統(tǒng)進(jìn)行了模糊可靠性研究。采用隨機(jī)應(yīng)力和模糊強(qiáng)度相結(jié)合的方法，對正弦滾道齒面的接觸強(qiáng)度進(jìn)行模糊可靠性研究；采用模糊數(shù)的運(yùn)算法則及模糊算子AND和OR求解出了系統(tǒng)的模糊可靠度。采用Monte- Carfo方法對圓柱正弦活齒減速器可靠性進(jìn)行數(shù)字仿真，求解出減速器系統(tǒng)的壽命分布及各零件的模式重要度；
3.建立圓柱正弦活齒減速器的扭振動力學(xué)模型并進(jìn)行了動力學(xué)分析，得到了減速器的固有特性、各階模態(tài)柔度及各元件的勢能分布率，找出了結(jié)構(gòu)設(shè)計中影響系統(tǒng)動態(tài)性能的薄弱環(huán)節(jié)，為進(jìn)一步優(yōu)化結(jié)構(gòu)提供了理論依據(jù)。利用有限元方法對圓柱正弦活齒減速器關(guān)鍵傳動件進(jìn)行了模態(tài)分析；
4.利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型建立了動態(tài)分目標(biāo)函數(shù)，使一個復(fù)雜的動態(tài)優(yōu)化間題轉(zhuǎn)化為一個相當(dāng)簡單的優(yōu)化問題；首次應(yīng)用灰色聚類分析方法對圓柱正弦活齒減速器進(jìn)行多目標(biāo)動態(tài)優(yōu)化設(shè)計，得到了該減速器動態(tài)優(yōu)化設(shè)計的最滿意解，較傳統(tǒng)優(yōu)化的滿意解相比，使問題得到進(jìn)一步優(yōu)化；
5.提出在小半徑內(nèi)圓柱面上加工空間正弦滾道的方法，為保證正弦滾道的加工精度，設(shè)計并加工出非標(biāo)CBN球頭磨具，從而解決了圓柱正弦活齒減速器樣機(jī)加工的關(guān)鍵技術(shù)，為成功的加工出高精度的減速器樣機(jī)提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；
6.成功的研制出一臺外徑尺寸φ80mm的微小型圓柱正弦活齒減速器樣機(jī)。經(jīng)過試驗(yàn)測試證明，該減速器運(yùn)動情況良好、溫升不高、噪音較低，且其傳動比穩(wěn)定、傳動效率高。表明圓柱正弦活齒傳動將具有極好的開發(fā)應(yīng)用前景，為國內(nèi)機(jī)械傳動領(lǐng)域增添一種新型的微小型減速器。
除以上所取得的主要創(chuàng)造性成果外，本文在其他方面的工作如下：
1.根據(jù)多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計的結(jié)果確定出減速器樣機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)。采用CAXA2000軟件繪制出減速器樣機(jī)的裝配圖和全部零件圖；
2.確定試驗(yàn)方案及試驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)，設(shè)計加工出試驗(yàn)臺輔助裝置。今后在本課題方向做進(jìn)一步研究時，需注意以下方面的問題：
1.正弦滾道的加工精度，會直接影響圓柱正弦活齒減速器的傳動性能，尤其是回差的特性。為了能夠獲得性能更加優(yōu)越的減速器，應(yīng)研究空間正弦滾道齒形型位公差的檢測方法，進(jìn)一步提高空間正弦滾道的加工精度；
2.活齒在空間正弦滾道中的實(shí)際運(yùn)動狀態(tài)是又滾又滑，為減少摩擦造成的功率損耗，今后的努力方向應(yīng)進(jìn)一步研究圓柱正弦活齒減速器的固體潤滑方式，以降低磨損，提高減速器的傳動效率。
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