結(jié)論
圓柱正弦活齒傳動(dòng)是一種新型的活齒傳動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)輸入輸出同軸傳動(dòng)并具有自鎖的能力。該活齒傳動(dòng)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(dòng)的運(yùn)動(dòng)鏈，減少了動(dòng)力損耗，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、徑向尺寸小、傳動(dòng)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(guó)，圓柱正弦活齒傳動(dòng)在其理論研究和實(shí)際應(yīng)用方面還未見(jiàn)報(bào)道，因此，對(duì)該傳動(dòng)進(jìn)行深入系統(tǒng)理論研究，并能設(shè)計(jì)研制出減速器，是一個(gè)具有重大理論意義和較大應(yīng)用價(jià)值的課題。本文從減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、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(dòng)的空間嚙合理論。在對(duì)圓柱正弦活齒傳動(dòng)組成結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)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(dòng)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(jì)算方法及其變化規(guī)律；對(duì)活齒空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行了研究，提出共扼齒廓間的滑動(dòng)率計(jì)算方法，并得到活齒傳動(dòng)各結(jié)構(gòu)參數(shù)變化對(duì)滑動(dòng)率的影響規(guī)律；
2.對(duì)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(duì)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(duì)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(dòng)力學(xué)模型并進(jìn)行了動(dòng)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(shì)能分布率，找出了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中影響系統(tǒng)動(dòng)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(duì)圓柱正弦活齒減速器關(guān)鍵傳動(dòng)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(dòng)態(tài)分目標(biāo)函數(shù)，使一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)優(yōu)化間題轉(zhuǎn)化為一個(gè)相當(dāng)簡(jiǎn)單的優(yōu)化問(wèn)題；首次應(yīng)用灰色聚類分析方法對(duì)圓柱正弦活齒減速器進(jìn)行多目標(biāo)動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)，得到了該減速器動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)的最滿意解，較傳統(tǒng)優(yōu)化的滿意解相比，使問(wèn)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(jì)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(tái)外徑尺寸φ80mm的微小型圓柱正弦活齒減速器樣機(jī)。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)測(cè)試證明，該減速器運(yùn)動(dòng)情況良好、溫升不高、噪音較低，且其傳動(dòng)比穩(wěn)定、傳動(dòng)效率高。表明圓柱正弦活齒傳動(dòng)將具有極好的開(kāi)發(fā)應(yīng)用前景，為國(guó)內(nèi)機(jī)械傳動(dòng)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?jiǎng)?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(jì)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(tái)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)加工出試驗(yàn)臺(tái)輔助裝置。今后在本課題方向做進(jìn)一步研究時(shí)，需注意以下方面的問(wèn)題：
1.正弦滾道的加工精度，會(huì)直接影響圓柱正弦活齒減速器的傳動(dòng)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(cè)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(dòng)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(rùn)滑方式，以降低磨損，提高減速器的傳動(dòng)效率。
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