高阶复合摆线齿轮精密行星传动研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51675061
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0502.传动与驱动
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Industrial robots have been widely applied into many important fields of automobile, medical equipment, aerospace and shipbuilding, etc. As the core component of industrial robots, robot joint reducers are critical for robots running safely and precisely. However, the robot joint reducers of our country are relying on import in long-time, and industrial structure upgrading and industrialization of our industry robots are restricted by these disadvantages. In the applying research project, on the basis of conjugate meshing theory analysis of high-order cycloid gear, the novel planetary precision transmission scheme and structure are presented to meet the performance requirements of industrial robot joint reducer. The high-order cycloid curve is formed with the movement rule of multilink, and conjugate transmission conditions of high-order cycloid gear.transmission are obtained in terms of gear engagement principle. The precise planetary transmission scheme of high-order cycloid gear is come forward by applying transmission theories of power dividing and small teeth difference. The analysis, evaluation and control approach are developed using coupling analysis of non-linear dynamics under multiple error excitations. Taking into consideration of many factors including high-order cycloid drive characteristic, bearing life prediction, planetary structural characteristics, transmission accuracy and efficiency, etc., the multi-objective optimization of high-order cycloid planetary gear for precise transmission is realized. Therefore, the design theory and method of high-order cycloid gear and its precise planetary transmission can be achieved. This research project not only has the importantly theoretical and scientific values, but also has remarkably societal and economic significances.
工业机器人在汽车、医疗、航空航天及船舶等领域应用广泛,关节减速器作为工业机器人的核心部件,是保证机器人运行安全和精度的关键。目前,我国关节减速器长期依赖进口,制约着工业机器人行业的转型升级及产业化。本申请课题拟在分析高阶复合摆线齿廓共轭啮合理论的基础上,提出新型高阶摆线齿轮精密行星传动方案和结构,满足关节减速器的性能要求。通过多连杆运动规律形成高阶摆线,基于齿轮啮合原理得到高阶摆线齿轮传动共轭条件;采用功率分流和少齿差传动理论,提出高阶摆线齿轮精密行星传动方案;利用多源误差激励下非线性动力学耦合分析方法,建立动态传动精度的分析、评价与控制理论;综合考虑高阶摆线齿轮传动的啮合特性、轴承寿命、传动精度和传动效率,实现高阶摆线齿轮精密行星传动的多目标优化。由此形成高阶摆线精密行星传动机构的设计理论与方法。该研究既有重要的理论意义和学术价值,又有重要的社会和学术价值,又有重要的社会和经济效益。

结项摘要

本课题基于摆线成形原理,提出了摆线的等效连杆机构转化方法,并引入阶数概念,提出了一阶摆线、广义n阶摆线、n阶外摆线、n阶内摆线、复合摆线等多种新型摆线形式;基于微分几何及共轭啮合理论,研究了高阶摆线作为外齿轮、少齿差内齿廓曲线需满足的几何关系,推导了高阶摆线齿轮传动的共轭条件及齿廓方程,研究了高阶摆线齿廓的成形参数对啮合特性的影响规律,建立了新型高阶摆线齿轮传动的啮合理论;在此基础上,提出了复合摆线外啮合圆柱齿轮副和复合摆线内齿型少齿差行星齿轮副,设计了多种复合摆线齿轮精密行星传动方案;考虑时变啮合刚度/啮合阻尼/综合啮合误差、轴承刚度/阻尼/间隙、零件加工误差/装配误差/弹性变形等因素,建立了多源误差激励下复合摆线齿轮精密行星传动系统的柔性多体动力学模型,研究了各单项误差和多误差综合作用下传动系统动态传动误差的变化规律,提出了合理的误差分配与控制方法;综合考虑齿轮传动的啮合特性、轴承寿命、传动效率和结构限制,实现了复合摆线齿轮少齿差行星传动的多目标优化;针对新型复合摆线齿轮的加工问题,提出了一种基于渐开线插齿刀具运动控制的复合摆线齿轮加工方法,避免了专用刀具的设计和制造,提高了加工柔性,降低了生产成本,为复合摆线齿轮的工程应用奠定了基础;开展了复合摆线齿轮传动效率和传动精度实验研究,验证了复合摆线齿轮基本啮合原理的正确性、传动方案的合理性,为复合摆线齿轮减速器的设计及工程应用提供实验基础。该研究既有重要的理论意义和学术价值,又有重要的社会和经济效益前景。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(3)
专利数量(2)
复合摆线少齿差行星传动的啮合性能分析
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1000-565x.2017.02.010
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    华南理工大学学报. 自然科学版
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    石万凯;徐浪;韩振华;常帅
  • 通讯作者:
    常帅
Geometry generation principle and meshing properties of a new gear drive
新型齿轮传动的几何生成原理和啮合特性
  • DOI:
    10.1299/jamdsm.2018jamdsm0012
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhenhua HAN;Wankai SHI;Chang LIU;Lang XU
  • 通讯作者:
    Lang XU
新型复合摆线外啮合圆柱齿轮副的传动特性分析
  • DOI:
    10.7652/xjtuxb201609002
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    西安交通大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    韩振华;石万凯;肖洋轶;徐浪
  • 通讯作者:
    徐浪
新型变曲率椭圆内齿型少齿差行星齿轮副的啮合特性与传动性能
  • DOI:
    10.7652/xjtuxb201705012
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    西安交通大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    韩振华;石万凯;徐浪;刘昶
  • 通讯作者:
    刘昶
A novel method to predict static transmission error for spur gear pair based on accuracy grade
基于精度等级的正齿轮副静态传动误差预测新方法
  • DOI:
    10.1007/s11771-020-4550-4
  • 发表时间:
    2020-11
  • 期刊:
    Journal of Central South University
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    Liu Chang;Shi Wan-kai;Francesca Maria Curà;Andrea Mura
  • 通讯作者:
    Andrea Mura

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其他文献

风电齿轮箱工作模态测试
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
    Applied Mechanics and Materials
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    石万凯
  • 通讯作者:
    石万凯
ExperimentalStudy of High Temperature Hydrozing Annealing 1J50 Alloy's Magnetic Properties
1J50合金高温氢化退火磁性能实验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    Journal of Materials Processing Technology
  • 影响因子:
    6.3
  • 作者:
    王罡;聂振国;石万凯;融亦鸣
  • 通讯作者:
    融亦鸣
重载齿轮涂层承载能力的仿真分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    北京工业大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    石万凯
  • 通讯作者:
    石万凯
表面微织构涂层-基体系统重载弹流润滑性能分析
  • DOI:
    10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2020.07.020
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    表面技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    肖洋轶;罗静;石万凯;康明林
  • 通讯作者:
    康明林
基于裂纹扩展的齿轮弯曲疲劳寿命仿真分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    兰州理工大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    石万凯;汤庆儒
  • 通讯作者:
    汤庆儒

其他文献

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石万凯的其他基金

高速同轴对转行星齿轮传动机理研究
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    28.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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相似海外基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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