摆线齿轮磨削系统结构优化设计与性能分析
发布时间：2021-05-11 13:13
随着“中国制造2025”等国家政策的相继推出与实施,制造业成为科技创新的主任务。其中重点发展的领域之一是工业机器人。工业机器人的核心部件是减速器,而减速器的核心零件是其第二级传动中的摆线齿轮。尤其是摆线齿轮加工方面一直以来技术受限,因此针对目前国内摆线齿轮存在加工精度普遍不高、效率低等问题,论文提出基于连续展成法加工摆线齿轮的磨削系统结构,即采用蜗杆砂轮磨削原理实现摆线齿轮持续分度进而连续展成加工的方法。设计出双工位对称式布置的回转工作台,且夹具一次可装夹两片用于同一个机器人减速器的摆线齿轮,实现磨削加工同时对位工位工件可自由装夹与拆卸,缩短工时,以提高磨削加工效率;同时重复定位精度得以提高,加工精度得以保证。利用有限元分析软件和虚拟样机技术开展摆线轮磨削系统的结构优化、动静态特性分析。借助于商用专业软件平台,开发摆线齿轮的虚拟磨削技术,经仿真试加工,验证所设计结构的合理性。具体所做的工作为首先对比分析目前国内外加工摆线齿轮普遍使用的展成法与成形法优缺点,提出在保证加工精度的前提下提高加工效率,因此最终采用蜗杆砂轮技术实现摆线齿轮连续展成磨削精加工的方法;其次在初步完成摆线齿轮磨削系统...
【文章来源】：中原工学院河南省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
1.2 摆线齿轮磨削技术研究现状
1.2.1 国外摆线齿轮磨削加工技术研究进展
1.2.2 国内摆线齿轮磨削加工技术研究进展
1.3 磨削理论研究现状
1.3.1 国外磨削理论研究进展
1.3.2 国内磨削理论研究进展
1.4 课题来源
1.5 本文研究内容及技术路线
第2章 摆线齿轮磨削系统设计
2.1 磨削加工方案的制定与机器人用减速器传动原理
2.1.1 展成法与成形法
2.1.2 机器人用减速器传动原理
2.2 磨削系统整体方案
2.2.1 整体构建
2.2.2 磨削力计算
2.2.3 磨削砂轮主轴设计与选型
2.2.4 磨削工作台设计
2.2.5 磨削系统装配设计
2.3 本章小结
第3章 摆线齿轮磨削系统的优化设计
3.1 磨削系统结构参数影响因素分析
3.2 磨削系统结构优化设计
3.2.1 磨削系统结构参数数学模型的建立
3.2.2 磨削系统结构优化问题的求解
3.3 磨削系统结构优化结果分析
3.4 本章小结
第4章 摆线齿轮磨削系统特性分析
4.1 砂轮主轴的特性分析
4.1.1 砂轮主轴的有限元分析
4.1.2 砂轮主轴的模态分析
4.2 回转工作台的静态特性分析
4.2.1 回转工作台的有限元分析
4.2.2 回转工作台的模态分析
4.3 磨削系统动力学特性分析
4.4 虚拟样机仿真实验及结果分析
4.5 本章小结
第5章 磨削参数对摆线齿轮磨削力影响的虚拟试验研究
5.1 虚拟磨削平台建立
5.2 磨削因素组合实验分析
5.3 Deform-3D仿真试验及结果分析
5.4 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 论文创新点
6.3 展望
参考文献
附录:攻读学位期间的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]成型砂轮磨削齿轮的运动学模型构建与齿轮精度分析[J]. 王龙,汪刘应,刘顾,唐修检,李平,阳能军,李若亭,刘国浩. 制造技术与机床. 2019(12)
[2]大型齿轮加工机床回转工作台关键技术[J]. 郭召,樊利军. 金属加工(冷加工). 2019(07)
[3]摆线齿轮成形磨削温度场分布研究[J]. 柯庆勋,邓效忠,苏建新,聂少武. 机械传动. 2018(11)
[4]RV减速器摆线轮齿面展成磨削模型构建及影响因素分析[J]. 李天兴,邢春荣,王国峰,苏建新,王会良,安小涛,李聚波. 机械传动. 2018(11)
[5]摆线齿轮成形磨削温度场数值模拟及分析[J]. 柯庆勋,邓效忠,苏建新,聂少武,胡晨辉. 机械传动. 2018(10)
[6]五轴端铣摆线齿轮刀具轨迹规划及试验研究[J]. 许建民,罗善明,廖龙兴. 机械科学与技术. 2017(01)
[7]蜗杆砂轮磨齿机修整器原理及误差分析[J]. 雷咸丰. 精密制造与自动化. 2016(04)
[8]磨削过程建模与仿真研究现状[J]. 傅玉灿,田霖,徐九华,杨路,赵家延. 机械工程学报. 2015(07)
[9]基于多颗磨粒随机分布的虚拟砂轮建模及磨削力预测[J]. 张祥雷,姚斌,冯伟,沈志煌. 航空学报. 2014(12)
[10]不同磨削参数下成形法磨齿温度场的研究[J]. 任小中,朱鹏飞,任宏雷. 河南科技大学学报(自然科学版). 2013(02)
博士论文
[1]五轴端铣摆线齿轮关键技术研究[D]. 许建民.华侨大学 2016
[2]基于虚拟现实的数字样机若干关键技术研究与应用[D]. 杨建宇.东北大学 2010
[3]虚拟磨削关键理论及其技术的研究[D]. 宿崇.东北大学 2009
硕士论文
[1]基于NUM Flexium的摆线轮成形磨削CAM系统开发[D]. 刘贵祥.西安工业大学 2018
[2]RV减速器摆线轮齿廓修形与传动性能分析[D]. 陈春山.中原工学院 2018
[3]五轴工具磨床设计与虚拟样机分析[D]. 马楠.西南交通大学 2017
[4]RV减速器摆线轮磨齿机振动特性分析[D]. 房议.河南科技大学 2017
[5]摆线齿轮蜗杆砂轮磨削方法研究[D]. 赵君.重庆大学 2016
[6]成形磨齿工艺参数对磨削温度的影响规律及试验研究[D]. 胡海峰.河南科技大学 2015
[7]高速外圆磨削机理的仿真与实验研究[D]. 沈琳燕.东华大学 2010
[8]基于虚拟现实的CBN砂轮超高速磨削仿真研究[D]. 张焕民.东北大学 2009
本文编号：3181464
【文章来源】：中原工学院河南省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
1.2 摆线齿轮磨削技术研究现状
1.2.1 国外摆线齿轮磨削加工技术研究进展
1.2.2 国内摆线齿轮磨削加工技术研究进展
1.3 磨削理论研究现状
1.3.1 国外磨削理论研究进展
1.3.2 国内磨削理论研究进展
1.4 课题来源
1.5 本文研究内容及技术路线
第2章 摆线齿轮磨削系统设计
2.1 磨削加工方案的制定与机器人用减速器传动原理
2.1.1 展成法与成形法
2.1.2 机器人用减速器传动原理
2.2 磨削系统整体方案
2.2.1 整体构建
2.2.2 磨削力计算
2.2.3 磨削砂轮主轴设计与选型
2.2.4 磨削工作台设计
2.2.5 磨削系统装配设计
2.3 本章小结
第3章 摆线齿轮磨削系统的优化设计
3.1 磨削系统结构参数影响因素分析
3.2 磨削系统结构优化设计
3.2.1 磨削系统结构参数数学模型的建立
3.2.2 磨削系统结构优化问题的求解
3.3 磨削系统结构优化结果分析
3.4 本章小结
第4章 摆线齿轮磨削系统特性分析
4.1 砂轮主轴的特性分析
4.1.1 砂轮主轴的有限元分析
4.1.2 砂轮主轴的模态分析
4.2 回转工作台的静态特性分析
4.2.1 回转工作台的有限元分析
4.2.2 回转工作台的模态分析
4.3 磨削系统动力学特性分析
4.4 虚拟样机仿真实验及结果分析
4.5 本章小结
第5章 磨削参数对摆线齿轮磨削力影响的虚拟试验研究
5.1 虚拟磨削平台建立
5.2 磨削因素组合实验分析
5.3 Deform-3D仿真试验及结果分析
5.4 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 论文创新点
6.3 展望
参考文献
附录:攻读学位期间的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]成型砂轮磨削齿轮的运动学模型构建与齿轮精度分析[J]. 王龙,汪刘应,刘顾,唐修检,李平,阳能军,李若亭,刘国浩. 制造技术与机床. 2019(12)
[2]大型齿轮加工机床回转工作台关键技术[J]. 郭召,樊利军. 金属加工(冷加工). 2019(07)
[3]摆线齿轮成形磨削温度场分布研究[J]. 柯庆勋,邓效忠,苏建新,聂少武. 机械传动. 2018(11)
[4]RV减速器摆线轮齿面展成磨削模型构建及影响因素分析[J]. 李天兴,邢春荣,王国峰,苏建新,王会良,安小涛,李聚波. 机械传动. 2018(11)
[5]摆线齿轮成形磨削温度场数值模拟及分析[J]. 柯庆勋,邓效忠,苏建新,聂少武,胡晨辉. 机械传动. 2018(10)
[6]五轴端铣摆线齿轮刀具轨迹规划及试验研究[J]. 许建民,罗善明,廖龙兴. 机械科学与技术. 2017(01)
[7]蜗杆砂轮磨齿机修整器原理及误差分析[J]. 雷咸丰. 精密制造与自动化. 2016(04)
[8]磨削过程建模与仿真研究现状[J]. 傅玉灿,田霖,徐九华,杨路,赵家延. 机械工程学报. 2015(07)
[9]基于多颗磨粒随机分布的虚拟砂轮建模及磨削力预测[J]. 张祥雷,姚斌,冯伟,沈志煌. 航空学报. 2014(12)
[10]不同磨削参数下成形法磨齿温度场的研究[J]. 任小中,朱鹏飞,任宏雷. 河南科技大学学报(自然科学版). 2013(02)
博士论文
[1]五轴端铣摆线齿轮关键技术研究[D]. 许建民.华侨大学 2016
[2]基于虚拟现实的数字样机若干关键技术研究与应用[D]. 杨建宇.东北大学 2010
[3]虚拟磨削关键理论及其技术的研究[D]. 宿崇.东北大学 2009
硕士论文
[1]基于NUM Flexium的摆线轮成形磨削CAM系统开发[D]. 刘贵祥.西安工业大学 2018
[2]RV减速器摆线轮齿廓修形与传动性能分析[D]. 陈春山.中原工学院 2018
[3]五轴工具磨床设计与虚拟样机分析[D]. 马楠.西南交通大学 2017
[4]RV减速器摆线轮磨齿机振动特性分析[D]. 房议.河南科技大学 2017
[5]摆线齿轮蜗杆砂轮磨削方法研究[D]. 赵君.重庆大学 2016
[6]成形磨齿工艺参数对磨削温度的影响规律及试验研究[D]. 胡海峰.河南科技大学 2015
[7]高速外圆磨削机理的仿真与实验研究[D]. 沈琳燕.东华大学 2010
[8]基于虚拟现实的CBN砂轮超高速磨削仿真研究[D]. 张焕民.东北大学 2009
本文编号：3181464
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