RV減速器的動(dòng)力學(xué)特性研究及優(yōu)化設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2022-10-15 17:37
RV減速器由于其結(jié)構(gòu)緊湊、使用壽命長、傳動(dòng)性能穩(wěn)定等特點(diǎn),已經(jīng)廣泛應(yīng)用于食品加工、機(jī)械重工、汽車制造、電子電氣、物流搬運(yùn)等行業(yè)。但我國對RV減速器的研究起步晚、研究不深入,生產(chǎn)制造出的產(chǎn)品性能不穩(wěn)定,因此其動(dòng)力學(xué)特性研究對改善性能具有重要作用。本文首先在分析RV減速器各零件傳動(dòng)原理基礎(chǔ)上,利用轉(zhuǎn)化輪系法對零件理論傳動(dòng)速度進(jìn)行分類并推導(dǎo)系統(tǒng)的傳動(dòng)比、嚙合頻率值。然后推出該型減速器的簡化力學(xué)模型,并分析了擺線盤與針齒的嚙合力、軸承的受力情況。接著對RV減速器的零件和整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維建模及裝配并進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮喕?將簡化后的幾何模型導(dǎo)入Hypermesh中,利用六面體單元建立其有限元模型,分別對單個(gè)零件和整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元仿真與模態(tài)測試試驗(yàn),模態(tài)結(jié)果表明該RV減速器的第一階固有頻率遠(yuǎn)離嚙合頻率。另外,本文建立了RV減速器的虛擬樣機(jī)模型,根據(jù)速度合成原理、各點(diǎn)速度組成的差異性以及傅里葉變換得出結(jié)構(gòu)的公轉(zhuǎn)速度。動(dòng)力學(xué)仿真結(jié)果表明各零件公轉(zhuǎn)速度、自轉(zhuǎn)速度都與理論情況吻合,針齒與擺線盤間接觸力的變化曲線大致滿足簡諧曲線的變化規(guī)律,最大接觸力與理論計(jì)算結(jié)果誤差在允許范圍內(nèi)。最后為了優(yōu)化減速器的嚙合性能,以...
【文章頁數(shù)】:111 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.1 RV減速器動(dòng)力學(xué)特性研究現(xiàn)狀
1.2.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究現(xiàn)狀
1.3 論文主要內(nèi)容與章節(jié)安排
第二章 RV減速器傳動(dòng)原理
2.1 引言
2.2 RV減速器的結(jié)構(gòu)及其工作原理
2.2.1 零件在結(jié)構(gòu)傳動(dòng)中的作用
2.2.2 擺線盤和其他零件的建模與簡化
2.3 RV減速器傳動(dòng)比及嚙合頻率的計(jì)算
2.3.1 結(jié)構(gòu)傳動(dòng)比及傳動(dòng)速度的計(jì)算
2.3.2 結(jié)構(gòu)嚙合頻率的計(jì)算
2.4 擺線盤與針齒嚙合力的計(jì)算及軸承的受力分析
2.4.1 擺線盤和針齒嚙合力以及嚙合應(yīng)力計(jì)算
2.4.2 軸承受力分析
2.5 傳動(dòng)效率的計(jì)算
2.6 本章小結(jié)
第三章 RV減速器的模態(tài)分析
3.1 引言
3.2 模態(tài)分析理論
3.3 基于有限元技術(shù)的模態(tài)仿真
3.3.1 有限元仿真理論
3.3.2 有限元建模
3.3.3 有限元模態(tài)仿真的主要步驟
3.3.4 主要零部件模態(tài)仿真及其結(jié)果
3.4 模態(tài)實(shí)驗(yàn)
3.4.1 模態(tài)實(shí)驗(yàn)原理
3.4.2 主要零部件模態(tài)實(shí)驗(yàn)及其結(jié)果
3.5 整體結(jié)構(gòu)模態(tài)仿真及其結(jié)果
3.5.1 模態(tài)仿真中軸承的簡化方法
3.5.2 軸承剛度的計(jì)算
3.5.3 其他連接關(guān)系的處理
3.5.4 整體模態(tài)仿真結(jié)果
3.6 本章小結(jié)
第四章 RV減速器的動(dòng)力學(xué)仿真
4.1 引言
4.2 動(dòng)力學(xué)仿真流程
4.2.1 Adams軟件介紹
4.2.2 模型導(dǎo)入及工作環(huán)境設(shè)置
4.2.3 運(yùn)動(dòng)副的設(shè)置
4.2.4 接觸碰撞中相關(guān)參數(shù)的設(shè)置
4.2.5 驅(qū)動(dòng)及負(fù)載的設(shè)置
4.3 仿真結(jié)果及理論對比
4.3.1 主要零部件速度特性分析
4.3.2 擺線盤與針齒間接觸特性分析
4.4 本章小結(jié)
第五章 RV減速器的整體結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化
5.1 引言
5.2 優(yōu)化算法介紹
5.2.1 遺傳算法原理介紹
5.2.2 fmincon單目標(biāo)算法原理介紹
5.2.3 多目標(biāo)算法原理介紹
5.3 優(yōu)化變量的選擇及優(yōu)化目標(biāo)的計(jì)算
5.3.1 優(yōu)化變量的選擇
5.3.2 質(zhì)量優(yōu)化數(shù)學(xué)模型的建立
5.3.3 嚙合應(yīng)力優(yōu)化數(shù)學(xué)模型的建立
5.4 約束條件的建立
5.4.1 短幅系數(shù)K_1的約束條件
5.4.2 擺線盤輪廓線不根切的約束條件
5.4.3 擺線盤厚度的約束條件
5.4.4 針徑系數(shù)K_2的約束條件
5.4.5 擺線盤與針齒嚙合時(shí)的接觸約束
5.4.6 針齒彎曲強(qiáng)度的約束條件
5.4.7 針齒分布圓半徑R_p的約束條件
5.5 優(yōu)化結(jié)果分析
5.6 本章小結(jié)
第六章 全文工作總結(jié)與展望
6.1 文章的主要工作與貢獻(xiàn)
6.2 未來工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]動(dòng)力學(xué)參數(shù)化可視化仿真軟件研究與設(shè)計(jì)[J]. 楊新民,楊海根. 電子測量技術(shù). 2016(12)
[2]基于MATLAB的有限元模型評估程序設(shè)計(jì)[J]. 余好文,王軻. 國外電子測量技術(shù). 2016(10)
[3]基于多目標(biāo)規(guī)劃的連續(xù)鋼桁梁預(yù)拱度設(shè)置研究[J]. 李佳莉,張謝東,陳衛(wèi)東,徐順蓮,張行. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)(交通科學(xué)與工程版). 2016(02)
[4]RV減速機(jī)針擺傳動(dòng)齒面接觸特性分析[J]. 黃津晶,吳銳,羅濤. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)(信息與管理工程版). 2015(06)
[5]基于ADAMS的RV減速器主軸承曲率半徑系數(shù)優(yōu)化[J]. 朱丙峰,雷曉春. 機(jī)械傳動(dòng). 2015(10)
[6]基于MATLAB的RV減速器優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 鄭紅. 價(jià)值工程. 2015(25)
[7]RV減速器幾何回差分析與系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 張誠,張建潤. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程. 2015(08)
[8]工業(yè)機(jī)器人精密減速器綜述[J]. 黃興,何文杰,符遠(yuǎn)翔. 機(jī)床與液壓. 2015(13)
[9]RV減速器動(dòng)態(tài)特性研究綜述[J]. 張豐收,張琳琳,劉建亭,祝鵬. 機(jī)械傳動(dòng). 2014(08)
[10]我國工業(yè)機(jī)器人技術(shù)現(xiàn)狀與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略[J]. 王田苗,陶永. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2014(09)
博士論文
[1]精密數(shù)控機(jī)床及其典型結(jié)合面理論建模與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 方兵.吉林大學(xué) 2012
[2]衛(wèi)星夾層結(jié)構(gòu)分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究[D]. 張鐵亮.南京航空航天大學(xué) 2012
[3]FA型擺線針輪行星傳動(dòng)齒形優(yōu)化方法與相關(guān)理論的研究[D]. 關(guān)天民.大連交通大學(xué) 2005
碩士論文
[1]基于遺傳算法的擺線針輪減速器多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 蘇德瑜.湖南科技大學(xué) 2015
[2]RV減速器的動(dòng)態(tài)特性分析[D]. 張琳琳.河南科技大學(xué) 2015
[3]RV減速器的傳動(dòng)精度分析[D]. 祝鵬.河南科技大學(xué) 2015
[4]RV減速器的誤差建模與擺線齒廓修形[D]. 陳振宇.天津大學(xué) 2014
[5]RV減速器傳動(dòng)特性分析[D]. 張潔.天津大學(xué) 2012
[6]基于多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的2K-V型擺線針輪減速器動(dòng)態(tài)傳動(dòng)精度仿真分析[D]. 朱斌.重慶大學(xué) 2011
[7]風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳軸承研究分析[D]. 黃文.重慶大學(xué) 2011
[8]基于供需平衡的濟(jì)寧市水資源優(yōu)化配置研究[D]. 李彥紅.山東科技大學(xué) 2011
[9]機(jī)器人用RV減速器動(dòng)力學(xué)性能分析[D]. 姜振波.大連交通大學(xué) 2010
[10]先進(jìn)能源利用系統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化方法研究及應(yīng)用[D]. 陳玉寶.重慶大學(xué) 2010
本文編號:3691741
【文章頁數(shù)】:111 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.1 RV減速器動(dòng)力學(xué)特性研究現(xiàn)狀
1.2.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究現(xiàn)狀
1.3 論文主要內(nèi)容與章節(jié)安排
第二章 RV減速器傳動(dòng)原理
2.1 引言
2.2 RV減速器的結(jié)構(gòu)及其工作原理
2.2.1 零件在結(jié)構(gòu)傳動(dòng)中的作用
2.2.2 擺線盤和其他零件的建模與簡化
2.3 RV減速器傳動(dòng)比及嚙合頻率的計(jì)算
2.3.1 結(jié)構(gòu)傳動(dòng)比及傳動(dòng)速度的計(jì)算
2.3.2 結(jié)構(gòu)嚙合頻率的計(jì)算
2.4 擺線盤與針齒嚙合力的計(jì)算及軸承的受力分析
2.4.1 擺線盤和針齒嚙合力以及嚙合應(yīng)力計(jì)算
2.4.2 軸承受力分析
2.5 傳動(dòng)效率的計(jì)算
2.6 本章小結(jié)
第三章 RV減速器的模態(tài)分析
3.1 引言
3.2 模態(tài)分析理論
3.3 基于有限元技術(shù)的模態(tài)仿真
3.3.1 有限元仿真理論
3.3.2 有限元建模
3.3.3 有限元模態(tài)仿真的主要步驟
3.3.4 主要零部件模態(tài)仿真及其結(jié)果
3.4 模態(tài)實(shí)驗(yàn)
3.4.1 模態(tài)實(shí)驗(yàn)原理
3.4.2 主要零部件模態(tài)實(shí)驗(yàn)及其結(jié)果
3.5 整體結(jié)構(gòu)模態(tài)仿真及其結(jié)果
3.5.1 模態(tài)仿真中軸承的簡化方法
3.5.2 軸承剛度的計(jì)算
3.5.3 其他連接關(guān)系的處理
3.5.4 整體模態(tài)仿真結(jié)果
3.6 本章小結(jié)
第四章 RV減速器的動(dòng)力學(xué)仿真
4.1 引言
4.2 動(dòng)力學(xué)仿真流程
4.2.1 Adams軟件介紹
4.2.2 模型導(dǎo)入及工作環(huán)境設(shè)置
4.2.3 運(yùn)動(dòng)副的設(shè)置
4.2.4 接觸碰撞中相關(guān)參數(shù)的設(shè)置
4.2.5 驅(qū)動(dòng)及負(fù)載的設(shè)置
4.3 仿真結(jié)果及理論對比
4.3.1 主要零部件速度特性分析
4.3.2 擺線盤與針齒間接觸特性分析
4.4 本章小結(jié)
第五章 RV減速器的整體結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化
5.1 引言
5.2 優(yōu)化算法介紹
5.2.1 遺傳算法原理介紹
5.2.2 fmincon單目標(biāo)算法原理介紹
5.2.3 多目標(biāo)算法原理介紹
5.3 優(yōu)化變量的選擇及優(yōu)化目標(biāo)的計(jì)算
5.3.1 優(yōu)化變量的選擇
5.3.2 質(zhì)量優(yōu)化數(shù)學(xué)模型的建立
5.3.3 嚙合應(yīng)力優(yōu)化數(shù)學(xué)模型的建立
5.4 約束條件的建立
5.4.1 短幅系數(shù)K_1的約束條件
5.4.2 擺線盤輪廓線不根切的約束條件
5.4.3 擺線盤厚度的約束條件
5.4.4 針徑系數(shù)K_2的約束條件
5.4.5 擺線盤與針齒嚙合時(shí)的接觸約束
5.4.6 針齒彎曲強(qiáng)度的約束條件
5.4.7 針齒分布圓半徑R_p的約束條件
5.5 優(yōu)化結(jié)果分析
5.6 本章小結(jié)
第六章 全文工作總結(jié)與展望
6.1 文章的主要工作與貢獻(xiàn)
6.2 未來工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]動(dòng)力學(xué)參數(shù)化可視化仿真軟件研究與設(shè)計(jì)[J]. 楊新民,楊海根. 電子測量技術(shù). 2016(12)
[2]基于MATLAB的有限元模型評估程序設(shè)計(jì)[J]. 余好文,王軻. 國外電子測量技術(shù). 2016(10)
[3]基于多目標(biāo)規(guī)劃的連續(xù)鋼桁梁預(yù)拱度設(shè)置研究[J]. 李佳莉,張謝東,陳衛(wèi)東,徐順蓮,張行. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)(交通科學(xué)與工程版). 2016(02)
[4]RV減速機(jī)針擺傳動(dòng)齒面接觸特性分析[J]. 黃津晶,吳銳,羅濤. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)(信息與管理工程版). 2015(06)
[5]基于ADAMS的RV減速器主軸承曲率半徑系數(shù)優(yōu)化[J]. 朱丙峰,雷曉春. 機(jī)械傳動(dòng). 2015(10)
[6]基于MATLAB的RV減速器優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 鄭紅. 價(jià)值工程. 2015(25)
[7]RV減速器幾何回差分析與系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 張誠,張建潤. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程. 2015(08)
[8]工業(yè)機(jī)器人精密減速器綜述[J]. 黃興,何文杰,符遠(yuǎn)翔. 機(jī)床與液壓. 2015(13)
[9]RV減速器動(dòng)態(tài)特性研究綜述[J]. 張豐收,張琳琳,劉建亭,祝鵬. 機(jī)械傳動(dòng). 2014(08)
[10]我國工業(yè)機(jī)器人技術(shù)現(xiàn)狀與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略[J]. 王田苗,陶永. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2014(09)
博士論文
[1]精密數(shù)控機(jī)床及其典型結(jié)合面理論建模與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 方兵.吉林大學(xué) 2012
[2]衛(wèi)星夾層結(jié)構(gòu)分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究[D]. 張鐵亮.南京航空航天大學(xué) 2012
[3]FA型擺線針輪行星傳動(dòng)齒形優(yōu)化方法與相關(guān)理論的研究[D]. 關(guān)天民.大連交通大學(xué) 2005
碩士論文
[1]基于遺傳算法的擺線針輪減速器多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 蘇德瑜.湖南科技大學(xué) 2015
[2]RV減速器的動(dòng)態(tài)特性分析[D]. 張琳琳.河南科技大學(xué) 2015
[3]RV減速器的傳動(dòng)精度分析[D]. 祝鵬.河南科技大學(xué) 2015
[4]RV減速器的誤差建模與擺線齒廓修形[D]. 陳振宇.天津大學(xué) 2014
[5]RV減速器傳動(dòng)特性分析[D]. 張潔.天津大學(xué) 2012
[6]基于多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的2K-V型擺線針輪減速器動(dòng)態(tài)傳動(dòng)精度仿真分析[D]. 朱斌.重慶大學(xué) 2011
[7]風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳軸承研究分析[D]. 黃文.重慶大學(xué) 2011
[8]基于供需平衡的濟(jì)寧市水資源優(yōu)化配置研究[D]. 李彥紅.山東科技大學(xué) 2011
[9]機(jī)器人用RV減速器動(dòng)力學(xué)性能分析[D]. 姜振波.大連交通大學(xué) 2010
[10]先進(jìn)能源利用系統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化方法研究及應(yīng)用[D]. 陳玉寶.重慶大學(xué) 2010
本文編號:3691741
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