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摘要
服务机器人关节采用驱控一体化集成设计，并且传动系统采用小模数变位齿轮。关节频繁运动容易导致齿轮传动系统产生裂纹，裂纹引起刚度变化从而影响整个系统的动态特性。根据变位齿廓建立变位齿轮裂纹刚度计算模型，分别研究变位系数、多种裂纹形式对时变啮合刚度的影响；其次利用集中参数法构建了机器人关节机电耦合平移—扭转动力学模型，并将驱动电机的电磁特性、齿侧间隙等因素考虑入方程中；最后通过统计学分析裂纹对传动系统的影响。研究结果表明：正变位使刚度增大，负变位反之；双侧裂纹对刚度的影响明显大于单侧；随着裂纹加深，时变啮合刚度加速降低；随着传动系统级数的增加，裂纹对传动系统的影响逐渐减弱。研究结果为变位齿轮传动系统裂纹故障诊断提供理论基础。
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