高精度FA型針擺傳動最佳齒廓研究
本文選題:FA針擺傳動 + 最佳齒廓; 參考:《大連交通大學(xué)》2012年碩士論文
【摘要】:擺線針輪行星傳動具有傳動比范圍大、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高等顯著特點(diǎn),因而獲得了廣泛的應(yīng)用,其中FA型擺線針輪行星傳動減速器是當(dāng)今世界最新發(fā)展的傳動裝置之一。當(dāng)FA針擺傳動應(yīng)用于高精度控制傳動系統(tǒng),特別是機(jī)器人傳動中時(shí),對回轉(zhuǎn)誤差要求比較高,因此,對擺線輪齒廓修形要求比較精確。以往研究的通過負(fù)移距+正等距修形雖然能夠提高承載能力,獲得最佳的受力狀態(tài),但是該種修形方式對于高精度要求的傳動卻不盡人意。 本文通過對修行方式的分析比較,在高回轉(zhuǎn)精度要求的基礎(chǔ)上,對提出的負(fù)等距+正移距組合的弓背齒廓修形方式進(jìn)行了分析研究。本文在考慮針齒與針齒殼之間存在間隙的情況下,推導(dǎo)了幾何回轉(zhuǎn)角的數(shù)學(xué)模型和計(jì)算公式,編制了對預(yù)定要求的最小幾何回轉(zhuǎn)角下的弓背齒廓最佳修形量的的齒形優(yōu)化程序,對針齒和擺線輪之間進(jìn)行了動態(tài)受力分析。 針對弓背齒廓是犧牲一定承載能力來實(shí)現(xiàn)高精傳動,分析在高傳動比時(shí)也可采用二齒差結(jié)構(gòu)以在保證高精度的同時(shí)有良好的承載能力。并對此進(jìn)行了理論分析,通過實(shí)例編程計(jì)算和ANSYS有限元分析對比進(jìn)行了驗(yàn)證。 本文還通過反求日本FA45-29樣機(jī),通過測量的基本參數(shù),通過程序進(jìn)行齒形優(yōu)化,與反求日本樣機(jī)齒廓點(diǎn)坐標(biāo)的數(shù)據(jù)比較,得到了與日本樣機(jī)擺線輪具有相同幾何回轉(zhuǎn)角的弓背齒廓,并通過受力分析得到該設(shè)計(jì)齒廓的受力情況。經(jīng)過三維建模和裝配,將反求日本擺線輪樣機(jī)和理論設(shè)計(jì)的弓背齒廓樣機(jī)通過Ansys有限元接觸分析進(jìn)行了比較。驗(yàn)證了弓背齒廓設(shè)計(jì)理論的合理性。利用弓背齒廓設(shè)計(jì)理論,計(jì)算了FA45和FA65傳動兩個(gè)系列的所有機(jī)型的修形量以及針齒之間的受力情況。 本文通過設(shè)計(jì)高性能樣機(jī)擺線輪的工藝路線,完成了對樣機(jī)的研制,并對樣機(jī)進(jìn)行了試驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)分析。在此研究的基礎(chǔ)上了,提出了適用于二齒差結(jié)構(gòu)的偏心距修形法,并對該創(chuàng)新性的修形方法進(jìn)行了回差及受力等理論分析的研究初探,為下一步深入研究做準(zhǔn)備。
[Abstract]:The cycloid pin wheel planetary transmission has the obvious characteristics of large gear ratio range , compact structure , high reliability and so on , thus obtaining a wide application , wherein the F type cycloid pin wheel planetary transmission speed reducer is one of the most recent development transmission devices in the world .
On the basis of the analysis and comparison of the way of repair , this paper makes an analysis and research on the shape modification of the back tooth profile of the combined negative equidistance + positive displacement combination on the basis of the requirement of high rotation accuracy . In this paper , the mathematical model and the calculation formula of the geometrical return angle are deduced . The tooth profile optimization procedure for the best modification amount of the back tooth profile at the minimum geometric rotation angle of the predetermined requirement is worked out , and the dynamic force analysis is carried out between the needle teeth and the cycloid wheel .
In order to realize the high precision transmission at the expense of the bearing capacity of the arch - back tooth profile , the two - tooth difference structure can be adopted in the analysis of the high gear ratio , so that a good bearing capacity can be ensured at the same time of ensuring high precision . The theoretical analysis is carried out , and the comparison of the finite element analysis of the example programming and ANSYS is verified .
In this paper , a prototype of Japanese FA45 - 29 is obtained . By measuring the basic parameters , the tooth profile optimization is carried out through the program , and compared with the data obtained from the coordinates of the tooth profile of the Japanese prototype , the paper compares the stress of the design tooth profile with the prototype cycloidal wheel of Japan . Through the three - dimensional modeling and assembly , the prototype and the theoretical design of the bow - back tooth profile are compared with the analysis of the finite element contact analysis of Ansys .
In this paper , the development of the prototype is completed by designing the process route of the cycloid wheel of the high - performance prototype , and the design and test analysis of the prototype is carried out . Based on this research , the eccentric distance trimming method suitable for the two - tooth difference structure is put forward .
【學(xué)位授予單位】:大連交通大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2012
【分類號】:TH132.414
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,本文編號:1901750
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