【摘要】：RV減速機作為機器關(guān)節(jié)傳動中的核心零部件,其良好的性能是工業(yè)機器人關(guān)節(jié)運動的保障。近年來,由于國家在重型機器人、坦克裝甲、航天航空精密傳動、船舶推進系統(tǒng)等特殊領(lǐng)域的發(fā)展要求,高精度重載荷RV減速機的研發(fā)較為迫切。本文以RV-550E型減速機為例,對減速機的動力學(xué)性能進行研究,為減速機的優(yōu)化設(shè)計以及后續(xù)的減振降噪提供一定的理論指導(dǎo)。本文在分析RV減速機傳動原理的基礎(chǔ)上,建立了減速機質(zhì)量-彈簧模型。分析了各構(gòu)件之間的運動關(guān)系,并利用拉格朗日方程建立了系統(tǒng)的振動微分方程。為了對RV-550E型減速機的固有特性進行分析,分別對系統(tǒng)內(nèi)各構(gòu)件質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量進行計算;利用ISO公式對減速機內(nèi)漸開線齒輪嚙合剛度進行計算;利用Hertz公式建立了減速機中擺線針輪嚙合剛度模型,并分析了不同輸出力矩條件下擺線輪與針齒嚙合剛度的變化規(guī)律。結(jié)合計算得到的減速機內(nèi)各慣量參數(shù)和剛度參數(shù),對系統(tǒng)的振動微分方程求解,得到了整機的固有頻率和振型。通過對結(jié)構(gòu)特征的靈敏度分析,得到了對固有頻率影響較大的因素,并為減速機結(jié)構(gòu)以及固有特性優(yōu)化提供建議,研究表明:行星架轉(zhuǎn)動慣量和支撐軸承剛度是對系統(tǒng)第一階固有頻率影響最大的參數(shù)。最后利用有限元軟件建立了RV-550E型減速機虛擬樣機,首先對核心零部件進行約束條件下的仿真模態(tài)分析,研究結(jié)果表明:在額定的工作條件下,系統(tǒng)各構(gòu)件不會發(fā)生共振的現(xiàn)象。進一步對整機進行模態(tài)分析,將得到結(jié)果與前文通過數(shù)學(xué)模型計算得到的固有頻率進行對比,并對二者產(chǎn)生誤差的原因進行分析,誤差可能來源于對模型的簡化、網(wǎng)格劃分密度以及邊界條件的處理。
【學(xué)位授予單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TH132.46;TP242.2
【圖文】：

0 60 120 180 240 300 360012345嚙嚙嚙/°扭嚙扭N·m/m圖 3.8 單個針齒與擺線輪嚙合扭轉(zhuǎn)剛度隨嚙合角變化曲線 3.8 可見，單對齒扭轉(zhuǎn)嚙合剛度曲線在 180°位置處左右對稱廓曲線的對稱性。此外，在 0°和 180°時扭轉(zhuǎn)嚙合剛度為 0，產(chǎn)生的力與力臂在同一條線上，對擺線輪產(chǎn)生的力矩為 0。究不同輸出力矩條件下等效扭轉(zhuǎn)剛度的變化規(guī)律，給定 3 組輸m、6866 N m 和 9310 N m）。根據(jù)式(3-31)、(3-32)以及擺線MATLAB 編程，得到 3 種輸出力矩的條件下的初始間隙曲線 3.9 所示。

圖 3.11 等效扭轉(zhuǎn)嚙合剛度變化曲線可知，擺線輪與針齒的等效扭轉(zhuǎn)嚙合剛度呈周期性變旋轉(zhuǎn)周期相同。隨著輸出力矩的增大，擺線針輪嚙合。圖中三條曲線在 35°~ 95°以及 230°~ 265°出現(xiàn)等效輸出力矩后參與嚙合的齒數(shù)會增加，但在曲柄軸轉(zhuǎn)增加的齒的扭轉(zhuǎn)嚙合剛度處于最小值區(qū)間，對整體。在曲柄軸轉(zhuǎn)到 265°~ 350°間時，各齒的扭轉(zhuǎn)嚙合剛合剛度在變小而其余齒的扭轉(zhuǎn)剛度在變大，其變化的度產(chǎn)生振蕩，且力矩越大參與的齒數(shù)越多，振蕩的范的固有特性進行計算時，選取輸出力矩為 6866N·m 進針輪等效扭轉(zhuǎn)嚙合剛度的平均值為 4.98×108N·m/rad。理，可以將等效扭轉(zhuǎn)嚙合剛度轉(zhuǎn)換為擺線針輪法向剛2 10( cos ) 3.15 10Tcr cr ck = k r γ= × N/m 輪節(jié)圓半徑；γ 為擺線輪與針輪當(dāng)量夾角[29]。

所給出的固有頻率都為自振頻率。真理論利用有限多個單元體、節(jié)點組成數(shù)學(xué)模型從而達到對物理模型的一種方法，具體是將集合模型離散成有限多個單元體，通過連接成一個整體，之后選擇合適的函數(shù)和坐標(biāo)對組合體進行描到整體的結(jié)構(gòu)力學(xué)特性方程組，通過約束邊界條件，求解得到似值。析而言，劃分的網(wǎng)格質(zhì)量越高，仿真建立的模型越接近于物理精度也就越高，同樣，劃分的單元越多計算時迭代的次數(shù)也就算機有較強的處理能力。在實際的有限元仿真過程中，為了能時間都到達相對合理的要求，需要對模型進行高質(zhì)量的網(wǎng)格劃多為不規(guī)則的形狀，而不規(guī)則的邊界條件會使得網(wǎng)格邊界的密型導(dǎo)入到有限元軟件時，可以先將模型進行適當(dāng)?shù)暮喕�。本文程如圖 5.1 所示。為提升網(wǎng)格質(zhì)將模型導(dǎo)入到定義邊界

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本文編號：2779964