机器人关节RV减速器力学建模与传动精度研究

发布时间：2020-11-06 18:15

　　 RV传动是在摆线针轮行星传动的基础上发展而来的一种新型传动方式,因比其他行星传动具有诸多优点而被广泛应用于各行业,尤其是工业机器人行业。随着现代展业的发展,对RV减速器的稳定性和传动精度也提出了更高的要求,故有必要对RV减速器的受力情况、结构应力及传动误差进行分析,力求为RV减速器的设计和制造给出合理的指导意见。全文主要研究内容如下:在分析RV减速器结构组成和传动原理的基础上,利用转化机构法计算RV减速器的传动比;分析了摆线轮齿廓的形成和摆线轮齿廓曲率半径的特点;分析了RV减速器和摆线针轮减速器中针齿支撑方式的不同,并采用赫兹接触理论和摆线针轮副最先接触区间的计算方法,建立了摆线针轮副动态连续的受力分析模型,并相应得到由于摆线针轮副的弹性变形导致的转角误差。借助Pro/E软件建立了RV减速器的三维模型,装配无误后进行了运动仿真,验证了各零件装配关系和运动关系的合理性;借助ABAQUS软件对RV减速器进行模态分析,得到减速器的固有振动特性,找出对其动态性能影响较大的因素;进行静强度应力分析,得到了RV减速器的薄弱部位。基于等价误差法对RV减速器进行了静态传动误差分析,得到具有17个自由度的传动误差分析模型,其中计及了各零件的装配误差和加工误差,并计算得到了RV减速器的传动误差曲线,得到了减速器的误差特性。分析了影响RV减速器静态回差的因素,据此建立了矩阵形式的静态回差补偿数学模型,并推导出了涉及针齿中心圆半径误差等9项误差的误差分配数学模型.并进行了误差分配的计算;建立了基于ADAMS的RV减速器回差仿真分析模型,仿真结果证明了回差补偿分配数学模型的正确性。
【学位单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TH132.46
【部分图文】：

相应地对产业设备提出了更高的要求。减速器是现代化工业动传递装置，但随着现代工业提出的体积小、重量轻、刚度大性的要求，特别是在工业机器人和航空航天等高科技领域，些性能要求。 Vector)减速器是在摆线针轮行星传动方式的基础上发展起来构属于二级曲柄式封闭差动轮系，与摆线针轮传动和其它构紧凑、传动比范围大、传动精度高、回差小、传动平稳、前高精度的工业设备中普遍采用 RV 减速器传动，比如工业域，其中工业机器人领域是 RV 减速器应用范围最为广泛的大核心技术（控制器、伺服系统和减速器）之一。际机器人联合会)的 2017 年的统计数据可以看出，2016 年世 万台，同比增长了约 27%；并预计未来几年内仍将维持 15%左有望达到 53 万台，届时全球工业机器人的数量将达到 300 万

图 1-2 工业机器人成本构成我国工业机器人产业中，本土机器人厂商发展至近千家，但，我国对 RV 减速器技术研究相对较晚，技术水平距离日本单就在华申请的专利数量，外籍技术人员申请专利的数量接发明专利的数量是国内发明专利数量的 13 倍。因此研究 R国内外差距、践行“中国制造 2025”规划和提升制造强国地位器作为高精密传动部件，是一个国家工业水平的重要体现，话语权。其传动精度关系到执行机构末端的准确定位，对产目前我国自产的 RV 减速器存在着诸多短板，如寿命短、传 减速器的研究工作具有重大的现实意义。及其传动精度的国内外研究综述

1-转臂 2-摆线轮 3-针轮 4-输出轴图 1-3 摆线针轮减速器结构简图是在摆线针轮传动的基础上发展起来的新型传动方式，由第一级级摆线针轮行星传动两部分组成，如图 1-4 所示。作为一种精密业机器人的发展受到了越来越多的关注[1-5]。1938 年，日本住友作，将摆线针轮行星减速器的技术引进日本。日本在长期研究积世纪 70 年代晚期，在充分研究了摆线针轮传动技术的基础上后，种新型的精密传动方式，后来被称之为 RV 传动。自此 RV 传动多传动优点，越来越广泛地被用在了高精确度工况中。相对于具器，RV 减速器具有传动精度高等显著优点，由于其为多齿啮合相当平稳、啮合刚度也有了很大的提高。发展到目前，帝人公司刚度的 RV 减速器的产品系列化，成功占据了机器人用减速器市
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本文编号：2873487