谐波传动性能测试系统研制及传动性能研究

发布时间：2017-10-21 19:10

  本文关键词：谐波传动性能测试系统研制及传动性能研究

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【摘要】：谐波传动具有传动比大且范围宽,承载能力大,结构简单,体积小,重量轻,传动精度高,侧隙小,运转平稳,效率高,可向密闭空间传递运动等优点。随着航空航天,自动化等技术发展对传动机构性能要求的日益苛刻,谐波传动越来越受到人们的重视。本文主要是内容是研制一套谐波传动测试系统并基于这套测试系统研究谐波传动性能与其影响因素。主要包括谐波传动精度理论与拍频特性研究,转速与载荷对传动效率的影响。研究方法主要是通过试验来研究谐波减速器的特性。首先,根据对谐波减速器的测试需求及国标对谐波减速器测试的相关规定,提出谐波减速器测试方案,包括测试分系统和控制分系统两个部分的总体设计方案提出。经过对谐波减速器参数高精度宽范围的特点进行分析,给出了具有针对型的解决措施。其次,给出谐波减速器测试台测试分系统的具体方案与实现方式,包括动态静态扭矩的测量方案,转角的测量方案,大量程高精度扭矩测量方案以及误差补偿方案及实现方式等。具体包括传感器组合测量,高精度传感器的选用、误差补偿算法以及通过优化机械结构设计方案的精度提高措施等。再次,给出谐波减速器测试台控制分系统的具体方案与实现形式,包括动力输入方案,静态与动态负载施加方案,大范围高精度负载施加方案及微小负载施加方案及实现方式。具体包括通过加载机构组合、推杆-丝杠机构来实现大范围高精度加载,通过闭环控制实现高精度的机械量输出控制。最后,对谐波减速器进行测试实验,得到其误差曲线和效率-速度曲线,效率-载荷曲线,滞后回线,扭转刚度和间隙空程,再通过多样性的数据分析手段获得谐波传动的一些特性。并通过试验对测试系统的性能进行验证。
【关键词】：谐波减速器 测试 性能指标 正交试验 频谱分析
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH132.43
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 课题来源研究目的和意义9-10
• 1.2 谐波减速器传动精度与传动效率理论研究现状10-12
• 1.2.1 谐波减速器精度理论研究现状10-11
• 1.2.2 谐波减速器效率理论研究现状11-12
• 1.3 谐波减速器测试技术研究现状12-14
• 1.3.1 测试方法的研究现状13
• 1.3.2 传动链测试系统研究现状13-14
• 1.4 研究内容14-16
• 第2章 谐波传动性能测试台测试方案设计16-30
• 2.1 测试系统功能要求与技术指标16-17
• 2.2 测试原理分析及方案设计17-22
• 2.2.1 传动精度与刚度测试模块的原理及方案设计18-20
• 2.2.2 启动力矩及效率测试模块原理及方案设计20-21
• 2.2.3 加载跑合模块原理及方案设计21-22
• 2.2.4 总控制测试模块原理及方案设计22
• 2.3 测试方案的实现22-29
• 2.3.1 传动精度与刚度测试模块的实现22-25
• 2.3.2 传动效率测试模块的实现25-27
• 2.3.3 加载跑合测试模块的实现27-28
• 2.3.4 总控制测试模块的实现28-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第3章 数据采集系统设计与实现30-42
• 3.1 数据采集系统的总体设计30
• 3.2 数据采集设备的选择30-31
• 3.2.1 模拟量数据采集设备的选择30-31
• 3.2.2 数字量采集设备的选择31
• 3.3 扭矩传感器型号的选择31-32
• 3.4 角位移传感器型号的选择32-37
• 3.4.1 圆光栅的选型及偏心误差补偿算法32-35
• 3.4.2 多面棱体-自准直仪选型35-37
• 3.5 测试系统的集成37-38
• 3.6 指标符合度分析38-41
• 3.6.1 静态扭矩传感器符合度分析38-39
• 3.6.2 动态扭矩传感器指标符合度分析39
• 3.6.3 精度测量误差39-40
• 3.6.4 刚度测量误差40-41
• 3.7 本章小结41-42
• 第4章 控制系统设计与实现42-54
• 4.1 控制系统的总体实现方案42-43
• 4.2 动力输入装置的控制系统设计及实现43-46
• 4.3 滞后回线与扭转刚度测试加载机构的控制策略46-47
• 4.4 传动效率测试与加载跑合测试加载机构控制策略47-48
• 4.5 控制系统的集成48-50
• 4.6 控制系统指标符合度分析50-52
• 4.6.1 动力输入的指标符合度分析50-51
• 4.6.2 加载的指标符合度分析51-52
• 4.7 系统调试52-53
• 4.8 本章小结53-54
• 第5章 传动精度与效率实验54-65
• 5.1 拍频特性研究54-56
• 5.1.1 拍频特性分析54-55
• 5.1.2 拍频特性试验55-56
• 5.2 传动效率试验56-61
• 5.2.1 传动效率影响因素分析56-57
• 5.2.2 转速、负载交互作用下的正交试验57-61
• 5.3 滞后回线及扭转刚度测试试验61-63
• 5.4 间隙空程测试试验63-64
• 5.5 本章小结64-65
• 结论65-66
• 参考文献66-70
• 致谢70

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