滤波减速器的设计与分析

发布时间：2020-10-11 18:58

　　 本文的研究内容来源于梁锡昌、王家序教授的专利,是在谐波减速器的基础上改进的减速器,它具有运动精度高、传动效率高、刚度大、传动比大、承载能力大和回差小、体积小、高精度、寿命长等一系列优点,正好符合机器人传动装置的要求,而且克服了谐波传动难以克服的缺点,在国内外市场中的潜力是很大的。对这种新型传动的优化设计理论与方法进行研究,不仅有重要的理论意义,还有重要的实用价值。 本文研究工作的主要内容可概括如下: 1、在谐波减速器的基础上本文设计了一种新型减速器,即滤波减速器,它具有谐波减速器结构简单,重量轻、体积小等优点,可克服谐波减速器的缺点如柔轮椭圆变形,容易引起材料的疲劳破坏,空耗功率消耗大,柔轮存在薄壁,存在不稳定。对滤波减速器进行运动学计算和重要零部件的结构设计,并对内啮合的齿轮进行干涉验算。用I-DEAS软件对滤波减速器结构进行三维实体建模并完成零件的装配,生成机构的装配模型,并在此基础上对该传动装置进行机构分析。 2、对滤波减速器从刚度、强度和平衡几方面分析,用当量齿形法和ISO方法分别进行刚度分析并对两结果进行比较。接触强度首先进行分析计算,然后根据弹性接触分析理论,应用I-DEAS软件进行有限元接触分析,包括有限元分析模型的自动生成,应力应变分析,及分析结果的后处理。对轮齿弯曲强度进行分析计算,并对轮齿工作面进行耐磨计算。对滤波减速器结构上存在的不平衡质量进行平衡分析。 3、对滤波减速器传动装置各部件从改进结构和使用新型材料两个方面进行节约材料的研究,提出了四种结构改进方案,并依靠先进的结构设计技术及广泛使用轻质金属复合材料和非金属复合材料等措施,有效地降低了滤波减速器的重量,节约了材料。 4、对滤波减速器进行试验研究。加工出实验平台,进行运动精度测试和噪声测试,确定其声强的大小和传动比是否满足要求,以验证其各种数学模型的正确性。
【学位单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2006
【中图分类】：TH132.46
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 研究目的和意义
    1.2 国内外减速器的现状
        1.2.1 国外减速器的现状
        1.2.2 国内减速器的现状
    1.3 谐波减速器的优缺点
    1.4 论文的主要研究内容
2 滤波减速器的设计及实体造型
    2.1 概述
    2.2 滤波减速器的工作原理
    2.3 滤波减速器的结构设计
        2.3.1 滤波减速器的运动学计算
        2.3.2 固定内齿轮和平动圆柱齿轮的结构设计
        2.3.3 输出内齿轮的结构设计
        2.3.4 偏心轮的结构设计
        2.3.5 滤波减速器内啮合的干涉验算
    2.4 减速器重要零部件实体模型
        2.4.1 I-DEAS 的几何造型概述
        2.4.2 滤波减速器重要部件实体造型
        2.4.3 滤波减速器装配模型
    2.5 本章小结
3 滤波减速器的分析
    3.1 概述
    3.2 滤波减速器的作用力分析
    3.3 轮齿的刚度分析
        3.3.1 当量齿形法
        3.3.2 ISO 方法
        3.3.3 轮体周向变形
    3.4 轮齿接触强度分析
        3.4.1 接触应力分析
        3.4.2 齿面接触强度计算
    3.5 有限元分析齿轮接触强度
        3.5.1 接触理论概述
        3.5.2 I-deas 关于接触的求解
        3.5.3 减速器单对齿接触分析
    3.6 轮齿弯曲强度分析
        3.6.1 按平截面法计算齿根应力
        3.6.2 许用齿根应力
        3.6.3 齿根弯曲强度计算
    3.7 轮齿工作面的耐磨计算
        3.7.1 滤波齿轮传动的工作能力准则
        3.7.2 轮齿工作面的耐磨计算
    3.8 滤波减速器的平衡计算
        3.8.1 偏心轮惯性力
        3.8.2 滤波减速器平衡计算
    3.9 本章小结
4 滤波减速器节约材料的研究
    4.1 减速器重量初算
    4.2 减速器各结构节约材料的途径
        4.2.1 通过改进结构来节约材料
        4.2.2 采用新型材料来节约材料
    4.3 本章小结
5 滤波减速器的试验研究
    5.1 减速器的加工制造与装配
        5.1.1 主要元件的材料选择
        5.1.2 主要零件的加工特点
        5.1.3 减速器的装配步骤特点
    5.2 电机的选用
        5.2.1 步进电机与伺服电机的比较
        5.2.2 步进电机的选择
        5.2.3 步进电机应用中的注意点
    5.3 性能试验
        5.3.1 实验目的
        5.3.2 实验设备
        5.3.3 实验内容
    5.4 本章小结
6 结论
参考文献
附录
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【引证文献】

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本文编号：2836988