RV减速器动力学固有特性研究

发布时间：2017-05-18 02:06

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【摘要】：随着现代制造业的飞速发展,工业市场对机械设备的要求日益增高。精密减速装置作为现代机械设备中一种非常重要的基础部件,对保证产品品质具有非常重要的意义。RV减速器是在摆线针轮传动的基础上改进和发展起来新型二级行星减速装置,集中了渐开线齿轮传动和摆线传动的诸多优点,结构紧凑、运行平稳、传动精度高、效率高,广泛应用于机器人领域。为改善RV减速器的工作性能,本论文针对其系统扭转振动特性进行了研究。主要完成了以下工作:研究了RV减速器的外摆线齿形曲线的两种生成方法,分析了摆线针轮连续传动的条件;推导了外摆线齿形的参数方程,并利用三维软件Pro/E构建了摆线轮的实体模型。在此基础上利用赫兹理论对摆线针轮传动部分的啮合刚度进行了研究,建立了其扭转刚度的数学模型,推导了其计算公式,为进一步研究系统振动特性打下基础。根据RV系统传动特点,考虑摆线轮和曲柄轴公转自由度,以及摆线轮偏心角等影响因素,利用集中参数法建立了RV减速器的修正扭转振动动力学模型;计算并分析了系统的固有频率及主振型,结果表明摆线轮偏心角度的变化对系统的偶数阶固有特性参数有影响。为深入分析RV减速器的动态特性,针对RV减速器固有特性的特点,定量研究了系统各刚度的变化对系统一阶固有特性的影响,分析了影响系统一阶固有频率的主要因素。利用灵敏度理论对系统主要刚度和转动惯量进行了灵敏度分析,表明轴承刚度及行星架的转动惯量对系统的扭转振动固有频率影响较大,可为系统动态特性的优化提供理论参考。利用ANSYS对RV减速器轴系零件的固有特性进行了有限元模态仿真,分析了其固有特性的特点及引发共振的可能性。最后构建有限元接触分析模型对系统摆线针轮传动部分扭转变形进行了仿真,并由变形量推导出摆线针轮传动的啮合刚度,验证了摆线针轮啮合刚度数学模型的正确性。
【关键词】：RV减速器 扭转振动 固有特性 有限元分析 灵敏度分析
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH132.46
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 选题背景与研究意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-15
• 1.2.1 RV传动的发展10-13
• 1.2.2 RV减速器动力学的研究现状13-15
• 1.3 本文主要研究内容15-17
• 第2章 摆线针轮传动啮合刚度模型17-28
• 2.1 摆线针轮啮合传动原理17-20
• 2.1.1 摆线轮齿廓的形成方法17-19
• 2.1.2 摆线传动连续啮合的条件19-20
• 2.2 摆线轮齿廓曲线的一般参数方程20-22
• 2.3 摆线针轮传动的法向刚度22-24
• 2.3.1 啮合刚度模型的理论基础22-23
• 2.3.2 单个针齿和摆线齿的法向刚度23-24
• 2.3.3 摆线针轮单齿对啮合副的法向刚度24
• 2.4 摆线针轮传动的扭转刚度24-27
• 2.4.1 啮合力力臂的计算25-26
• 2.4.2 摆线针轮行星传动扭转刚度计算26-27
• 2.5 本章小结27-28
• 第3章 RV减速器扭转振动的动力学模型28-38
• 3.1 引言28-30
• 3.2 RV减速器修正扭转振动动力学模型的建立30-32
• 3.2.1 系统的简化30
• 3.2.2 系统的动力学模型的建立30-32
• 3.3 RV减速器的动力学方程32-36
• 3.3.1 渐开线齿轮传动的动力学方程32-33
• 3.3.2 摆线针轮传动动力学方程33-35
• 3.3.3 系统的动力学方程35-36
• 3.4 本章小结36-38
• 第4章 RV减速器固有特性及灵敏度分析38-52
• 4.1 系统固有特性计算理论38-39
• 4.2 系统刚度计算39-42
• 4.2.1 轴的扭转刚度计算39-40
• 4.2.2 渐开线齿轮刚度计算40-41
• 4.2.3 轴承刚度计算41-42
• 4.3 系统固有特性计算及分析42-45
• 4.4 系统一阶固有频率的主要影响因素45-47
• 4.5 系统固有频率的灵敏度分析47-50
• 4.5.1 结构动态特征灵敏度分析理论47-48
• 4.5.2 固有频率对转动惯量的灵敏度48-49
• 4.5.3 固有频率对系统刚度的灵敏度49-50
• 4.6 本章小结50-52
• 第5章 模态分析及有限元仿真52-66
• 5.1 有限元模态仿真分析理论52-54
• 5.1.1 有限元模态分析的理论基础52-53
• 5.1.2 有限元模态分析的提取方法53-54
• 5.1.3 有限元模态分析的步骤54
• 5.2 轴系零件的模态仿真54-60
• 5.2.1 零件模型的结构简化及导入54-55
• 5.2.2 有限元仿真前处理55-56
• 5.2.3 输入轴的模态分析56-58
• 5.2.4 曲柄轴的模态分析58-60
• 5.3 摆线针轮啮合刚度的有限元仿真60-64
• 5.3.1 摆线针轮传动模型的建立60-61
• 5.3.2 模型导入与网格划分61-62
• 5.3.3 加载求解62-63
• 5.3.4 结果分析63-64
• 5.4 本章小结64-66
• 第6章 总结与展望66-68
• 6.1 总结66
• 6.2 展望66-68
• 参考文献68-71
• 致谢71-72
• 攻读学位期间发表论文72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 李力行;;论摆线针轮行星传动新产品的开发[J];大连铁道学院学报;1992年01期

2 于殿勇,李瑞峰,孙立宁,高晓辉;120kg负载工业机器人的开发[J];高技术通讯;2002年06期

3 曹文祥;冯雪梅;;工业机器人研究现状及发展趋势[J];机械制造;2011年02期

4 李思益，李树明，尚久浩，刘昌祺;K－H－V双摆线钢球行星传动减速器振动的初步分析与计算[J];西北轻工业学院学报;1994年S1期

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本文编号：374914