本文關(guān)鍵詞：基于行星滾柱絲杠的機器人精密減速器的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著機器人技術(shù)的日益發(fā)展，機器人回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)減速器以其對機器人精度和承載能力的重要影響而越來越受到關(guān)注。目前國內(nèi)常用的關(guān)節(jié)精密減速器可分為RV減速器和諧波減速器，但其使用大多依賴于進口。因此高承載回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)減速器的研究具有深遠意義。 本文基于行星滾柱絲杠（英文名為Planetary Roller Screw，簡稱為PRS）設(shè)計了一種新型的機器人精密減速器。完成了減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計及優(yōu)化，并對減速器的綜合性能進行了分析，著重對PRS的運動學(xué)和動力學(xué)特性進行了介紹。該減速器通過徑向串聯(lián)兩級PRS將輸入端高速轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為輸出端180°范圍內(nèi)的低速旋轉(zhuǎn)輸出，其具有PRS高速高承載能力的性能特點。 將PRS與滾珠絲杠進行對比，選擇合適的PRS類型；采用行星輪系的反轉(zhuǎn)法對PRS進行運動學(xué)分析，以此得出PRS的絲杠、滾柱以及螺母三者之間的運動關(guān)系，從而完成了傳動方案的選取和相關(guān)部件的設(shè)計，同時利用減速器傳動件總體積的數(shù)學(xué)模型對其結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化。 通過對PRS進行適當(dāng)?shù)暮喕治�，將其軸端面運動關(guān)系等價為斜齒輪傳動，分別對絲杠、滾柱和螺母進行受力分析，得到了PRS的接觸法向壓力與軸向力的關(guān)系、螺母傳遞扭矩與軸向力的關(guān)系，從而為減速器的承載能力分析打下了基礎(chǔ)。 通過對PRS中滾柱的受力、變形進行分析，建立了PRS的螺紋牙接觸變形和軸向接觸剛度的理論模型，利用剛度表達式進一步分析影響減速器結(jié)構(gòu)剛度的相關(guān)因素；分析了由材料彈性滯后和滾柱自旋滑動所產(chǎn)生的摩擦力矩，，在此基礎(chǔ)上，建立了PRS的傳動效率計算模型，研究了接觸角、螺旋升角等因素對減速器效率的影響規(guī)律。 通過SolidW orks軟件建立減速器的三維模型，將三維模型導(dǎo)入ADAMS中對其進行運動學(xué)仿真和接觸力仿真分析，驗證了減速器理論分析的正確性。
【關(guān)鍵詞】：機器人 減速器 PRS 軸向剛度 額定載荷 摩擦和效率
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH132.46;TP242
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 課題背景及研究意義9-12
• 1.2 PRS 的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 PRS 的國外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 PRS 的國內(nèi)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 PRS 的分類及特點14-17
• 1.4 本課題的主要研究內(nèi)容17-18
• 第2章 減速器的傳動原理分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計18-39
• 2.1 引言18
• 2.2 減速器傳動原理分析18-30
• 2.2.1 減速器的性能指標(biāo)18
• 2.2.2 減速器的傳動原理18-19
• 2.2.3 減速器的傳動比19-20
• 2.2.4 PRS 的特點20-21
• 2.2.5 PRS 的運動分析21-25
• 2.2.6 減速器的運動分析25-30
• 2.3 減速器的傳動方案選擇30-31
• 2.3.1 選擇兩級 PRS 的連接方式30-31
• 2.3.2 選擇減速器的輸出方式31
• 2.4 減速器的結(jié)構(gòu)參數(shù)31-33
• 2.5 減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計33-36
• 2.5.1 減速器的設(shè)計目標(biāo)33-34
• 2.5.2 減速器殼體結(jié)構(gòu)設(shè)計34
• 2.5.3 減速器的裝配體分析34-36
• 2.6 減速器關(guān)鍵零件的優(yōu)化設(shè)計36-38
• 2.6.1 減速器結(jié)構(gòu)分析36
• 2.6.2 優(yōu)化目標(biāo)的選取36
• 2.6.3 建立數(shù)學(xué)優(yōu)化模型36-38
• 2.7 本章小結(jié)38-39
• 第3章 減速器的綜合性能分析39-67
• 3.1 引言39
• 3.2 減速器的軸向接觸剛度分析39-52
• 3.2.1 PRS 的受力分析39-41
• 3.2.2 赫茲接觸理論41-44
• 3.2.3 PRS 的軸向變形分析44-49
• 3.2.4 建立減速器的軸向剛度模型49-50
• 3.2.5 分析減速器的軸向剛度50-52
• 3.3 減速器的額定靜載荷與動載荷分析52-58
• 3.3.1 額定靜載額與動載荷的定義53
• 3.3.2 額定靜載荷計算53-54
• 3.3.3 額定動載荷計算54-58
• 3.4 減速器的摩擦和效率分析58-66
• 3.4.1 摩擦分析58-62
• 3.4.2 效率計算及影響因素分析62-66
• 3.5 本章小結(jié)66-67
• 第4章 減速器的三維建模及仿真分析67-78
• 4.1 引言67
• 4.2 減速器的建模與仿真思路分析67-68
• 4.3 建模與仿真68-77
• 4.3.1 基于 SolidW orks 軟件建立減速器的裝配體模型68-69
• 4.3.2 基于 SolidW orks 軟件的靜力學(xué)分析69-70
• 4.3.3 基于 ADAMS 軟件運動學(xué)仿真分析和受力分析70-77
• 4.4 本章小結(jié)77-78
• 結(jié)論78-79
• 參考文獻79-83
• 致謝83

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 楊家軍;韋振興;朱繼生;杜偉;;行星滾柱絲杠副載荷分布及剛度計算[J];華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2011年04期

2 靳謙忠,楊家軍,孫健利;行星式滾柱絲杠副的摩擦機理研究[J];華中理工大學(xué)學(xué)報;1998年06期

3 劉更;馬尚君;佟瑞庭;關(guān)棟;;行星滾柱絲杠副的新發(fā)展及關(guān)鍵技術(shù)[J];機械傳動;2012年05期

4 陳曼龍;;滾柱絲杠副的結(jié)構(gòu)形式及選用[J];機械工程師;2007年10期

5 張智;李開明;;行星滾柱絲杠電動缸精確度分析[J];中國制造業(yè)信息化;2011年19期

  本文關(guān)鍵詞：基于行星滾柱絲杠的機器人精密減速器的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：278735