RV减速器若干问题的研究

发布时间：2017-05-11 16:01

  本文关键词：RV减速器若干问题的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,随着我国工业的迅速发展工业机器人在各行业得到了广泛应用。由于我国机器人产业兴起得较晚,大部分产品仍需进口。降低机器人成本,实现机器人产业国产化已成为推进国内“工业4.0”事业的重要任务。RV减速器是工业机器人核心零部件之一,国内现主要依靠进口,其成本已占到机器人总成本的三分之一。目前国内虽已有小批量国产产品,但产品还不成熟,在承载能力、使用寿命以及传动精度等方面与国际水平还有一定的差距。考虑到目前国产RV减速器强度、寿命等多方面性能不佳的情况,本文以RV-450E型机器人关节用减速器为研究对象,从虚拟样机运动仿真、模态分析以及减速器结构强度分析三个方面进行了深入研究。本文先在Pro/E5.0中利用其参数化和实体建模、虚拟装配和运动仿真功能建立了虚拟样机,实现了对RV减速器虚拟样机的运动仿真,得到了减速器相关运动曲线,验证了样机模型的合理性。随后,在该虚拟样机模型的基础上,文章又运用有限元分析的方法在ABAQUS软件中对RV减速器样机进行了模态分析和结构强度分析。模态分析方面,将非线性行为转化为线性约束,最终实现了对减速器零件和整机系统的模态分析,得到了相应的固有频率及振型,为预防共振提供了数据支持和结构优化参考。结构强度分析方面,首先对曲柄轴进行了静态分析,得到了应力和应变云图,校验了其强度,并给出了曲柄轴的薄弱环节和相应的改进意见;然后还对两级齿轮传动完成了基于显式的非线性动态分析,得到了啮合过程中不同情形下的应力云图,还验证了两种齿轮的强度,为样机的可靠性提供了依据。通过以上三方面的深入研究,本文一方面,计算得到了减速器的振动特性,为预防由外部激励和系统自身两方面引起的共振提供了数据支持;另一方面,验证了样机的结构强度;此外还为样机结构的进一步优化提供了重要依据。
【关键词】：RV减速器 运动仿真 有限元分析 模态分析 结构强度分析
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP242.2;TH132.46
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 课题研究背景和意义11-12
• 1.2 国外研究现状12-13
• 1.3 国内研究现状13-14
• 1.4 本文研究内容14-17
• 第2章 RV减速器结构分析17-26
• 2.1 RV减速器传动原理17-19
• 2.2 RV减速器的传动特点19
• 2.3 RV减速器传动比19-20
• 2.4 RV减速器传动效率20-21
• 2.5 摆线针轮传动21-24
• 2.5.1 针齿结构特性22
• 2.5.2 摆线轮齿廓特性分析22-24
• 2.6 减速器回差分析24-25
• 小结25-26
• 第3章 RV减速器三维模型的建立及运动仿真26-41
• 3.1 减速器参数26-28
• 3.1.1 第一级渐开线齿轮参数26-27
• 3.1.2 第二级针摆线轮参数27-28
• 3.1.3 其他参数28
• 3.2 减速器关键零部件三维模型的建立28-32
• 3.2.1 建立零件三维实体模型29-30
• 3.2.2 基于Pro/E参数法的齿轮建模30-32
• 3.3 模型的简化32-34
• 3.4 RV减速器的虚拟装配34-35
• 3.5 装配体的干涉检查和运动仿真35-39
• 3.5.1 装配模型的静态干涉检查35-36
• 3.5.2 装配体的运动仿真36-39
• 小结39-41
• 第4章 有限元分析法及RV减速器的模态分析41-59
• 4.1 有限元分析法41-44
• 4.1.1 有限元方法的基本原理、分析步骤及特性41-43
• 4.1.2 有限元软件ABAQUS的分析方法及主要步骤43-44
• 4.2 RV减速器的模态分析44-58
• 4.2.1 模态分析理论45-46
• 4.2.2 轴承刚度的计算46-48
• 4.2.3 RV减速器整机系统的模态分析48-53
• 4.2.4 减速器主要零部件的模态分析结果53-58
• 小结58-59
• 第5章 曲柄轴的静力分析59-66
• 5.1 曲柄轴受力模型的建立59-61
• 5.2 静力分析特点及步骤61-62
• 5.3 曲柄轴的静力分析62-63
• 5.4 曲柄轴静力分析结果63-65
• 小结65-66
• 第6章 RV减速器动态接触分析66-76
• 6.1 接触算法及ABAQUS接触算法介绍66-69
• 6.1.1 接触问题的描述方法66-67
• 6.1.2 ABAQUS提供的接触算法67-69
• 6.2 第一级齿轮传动的动态接触分析69-73
• 6.3 第二级摆线针轮的动态接触分析73-75
• 小结75-76
• 结论76-78
• 参考文献78-82
• 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果82-83
• 致谢83-84

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本文编号：357559