精密齿轮减速器扭转刚度的精确计算 - 重庆理工大学学报.pdf

第２９卷　第１０期 重 庆 理 工 大 学 学报（自然科学） ２０１５年１０月 Ｖｏｌ．２９　　Ｎｏ．１０ ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ） Ｏｃｔ．２０１５  ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４－８４２５（ｚ）．２０１５．１０．００６ 精密齿轮减速器扭转刚度的精确计算 王光建，仝勇军 （重庆大学 机械传动国家重点实验室，重庆　４０００４４） 摘　　　要：精密减速器扭转刚度对精密伺服传动系统的伺服精度和响应能力有直接影响。该 扭转刚度的传统计算通常采用集中参数法，忽略了轮齿和轴承的变形，计算精度存在局限。针 对该问题，考虑轴、轴承的变形和齿轮的啮合刚度，分别采用集中参数法和有限元法来计算精密 齿轮减速器的扭转刚度。由于考虑了轮齿和轴承变形，采用有限元法计算的精密减速器扭转刚 度比集中参数法计算结果低２２％。为了提高计算效率，采用套筒等效刚度代替轴承刚度进行 扭转刚度的有限元计算，计算结果与代换前基本一致，仅增加了０．３％。 关　键　词：精密减速器；扭转刚度；固有频率；ＡＮＳＹＳ软件 中图分类号：ＴＨ１３　　　　文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４－８４２５（２０１５）１０－００３４－０５ ＡｃｃｕｒａｔｅＣａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆＴｏｒｓｉｏｎａｌＳｔｉｆｆｎｅｓｓＰｒｅｃｉｓｉｏｎＧｅａｒＲｅｄｕｃｅｒ ＷＡＮＧＧｕａｎｇｊｉａｎ，ＴＯＮＧＹｏｎｇｊｕｎ （ＴｈｅＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓ， ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００４４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｔｏｒｓｉｏｎａｌｓｔｉｆｆｎｅｓｓｏｆｐｒｅｃｉｓｉｏｎｒｅｄｕｃｅｒｈａｓａｄｉｒｅｃｔｅｆｆｅｃｔｏｎｓｅｒｖｏａｃｃｕｒａｃｙａｎｄｒｅ ｓｐｏｎｓｅａｂｉｌｉｔｙｆｏｒｓｅｒｖｏｄｒｉｖｉｎｇｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｏｒｓｉｏｎａｌｓｔｉｆｆｎｅｓｓｕｓｕａｌｌｙｕｓｅｄ ｌｕｍｐｅｄｐａｒａｍｅｔｅｒｍｅｔｈｏｄ，ｉｇｎｏｒｉｎｇｔｅｅｔｈａｎｄｂｅａｒｉｎｇｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｂｕｔｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆａｃｃｕｒａｃｙｉｓｎｏｔ ｅｎｏｕｇｈ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙｕｓｅｄｌｕｍｐｅｄｐａｒａｍｅｔｅｒｍｅｔｈｏｄａｎｄｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｔｏｃａｌｃｕｌａｔｅ ｔｈｅｔｏｒｓｉｏｎａｌｓｔｉｆｆｎｅｓｓｏｆｐｒｅｃｉｓｉｏｎｒｅｄｕｃｅｒｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｓｈａｆｔｓａｎｄｂｅａｒｉｎｇｓａｎｄｔｈｅ ｍｅｓｈｓｔｉｆｆｎｅｓｓｏｆｇｅａｒｓ．Ｉｎｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｏｏｔｈａｎｄｂｅａｒｉｎｇｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｔｏｒｓｉｏｎａｌ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓｆｏｒｐｒｅｃｉｓｉｏｎｒｅｄｕｃｅｒｉｎＦＥＭｉｓ２２％ ｌｏｗｅｒｔｈａｎｌｕｍｐｅｄｐａｒａｍｅｔｅｒｍｅｔｈｏｄ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍ ｐｒｏｖｅｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｗｅｕｓｅｄｓｌｅｅｖｅｉｎｓｔｅａｄｏｆｂｅａｒｉｎｇｔｏｃａｌｃｕｌａｔｅｔｏｒｓｉｏｎａｌｓｔｉｆｆｎｅｓｓｉｎ ＦＥＭ，ａｎｄｔｈｅｎｕｍｂｅｒｉｓｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｐｒｅｖｉｏｕｓｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎａｎｄｉｔｏｎｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙ０．３％． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｒｅｃｉｓｉｏｎｒｅｄｕｃｅｒ；ｔｏｒｓｉｏｎａｌｓｔｉｆｆｎｅｓｓ；ｎａｔｕｒａｌｆｒｅｑｕｅｎｃｙ；ＡＮＳＹＳｓｏｆｔｗａｒｅ 　　收稿日期：２０１５－０７－１８ 基金项目：国家自然科学基金资助项目