發(fā)布時間：2020-11-18 09:05

　　 FA傳動減速器是當今世界上最新發(fā)展的傳動裝置，較機器人常用的諧波傳動有較高的疲勞強度、剛度和壽命，而且回差精度高；因此該種FA減速機除了普通傳動中的高承載應用以外，在工業(yè)機器人傳動中正在得到越來越多的應用。 由于擺線輪與針輪在嚙合傳動過程中是多齒嚙合，因此，擺線輪與各針齒之間的載荷分布較復雜。它除了受接觸變形影響外，還受制造誤差、嚙合間隙等影響。為了便于分析受力，傳統齒形簡化FA針擺傳動模型：不考慮摩擦因素、假定在擺線輪最大力臂處產生最大變形等，而實際上摩擦一定存在、在線輪最大力臂處未必有針齒存在。基于以上假設，受力分析方法的準確性有待于進一步驗證。 本文在研究接觸問題的基礎上，采用國際上通用的非線性有限元分析軟件MSC．MARC建立了擺線輪與各受力齒接觸計算模型，首次對針齒與擺線輪齒面接觸狀態(tài)進行靜態(tài)有限元分析，得出了擺線輪與針齒之間的接觸狀態(tài)，結果證實了FA針擺傳動針齒擺線輪嚙合受力分析方法的正確性。 擺線輪的齒形修形方式不外乎有等距修形、移距修形和轉角修形三種基本修形法的組合，如何利用這些基本修形方法的優(yōu)化組合加工擺線輪，分別實現高承載能力或高精傳動的要求，是本文要解決的重要問題。 對無特殊要求的一般動力傳動用FA擺線針輪行星減速器，可利用優(yōu)化設計理論推導出“正等距+負移距”修形方法，獲得受力狀況最佳的反弓齒廓；受力分析結果表明：反弓齒廓的受力狀態(tài)最佳。 上述這種優(yōu)化修形方法對于高精傳動FA擺線針輪嚙合卻不能盡滿人意。因為，它雖然可獲得多齒嚙合，但難以實現間隙回差小的要求，該方法在保證所需徑向間隙條件下，不僅不可能減少由其它零件配合間隙索性超過需要的側隙，同時還會增加新的側隙。本文引用文獻對擺線針輪高精傳動修形方法研究成果，通過“負等距+正移距”優(yōu)化修形可以求出滿足預定回轉角時的修形量。 回差是指輸入軸反向轉動時，輸出軸在運動上滯后于輸入軸的現象�；夭畹拇嬖趯⑹箶[線針輪行星傳動中的輸入軸反轉時，輸入軸與輸出軸短時間內失去運動聯系，造成輸出的突然中斷，從而使運動傳遞關系成為非線性。 機器人裝置的一個最重要的性能指標是必須具有高的運動和位置精度，這樣 大連鐵道學院工學碩士學位論文 才能使機器人的工作機構精確地達到預定的位置。由于FA減速器常用于高精傳 動中，因此，該方面的研究是非常重要的。本文主要從傳動鏈尺寸誤差入手定量 分析各項誤差因素對FA傳動回差的影響，并建立計算回差的數學模型。
【學位單位】：大連鐵道學院
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2004
【中圖分類】：TH132.4
【部分圖文】：

大連鐵道學院工學碩士學位論文圖2一19擺線輪有限元網格圖2一20針齒有限元網格FigZ一19FEMmeshesofe界loidFig22oFEMmeshesofneedieteeill4.在I一DEAS中化分網格時，為了以后在MARC軟件中操作方便，將擺線輪與針齒在工作位置上劃分好網格后，在X方向或Y方向離開400~。5.使用Mes靦g模塊下的APpend命令將擺線輪、針齒的平面網格做成一體。2.3.2.2網格處理由于是靜態(tài)分析，不考慮慣性力，所以這里的擺線輪與針齒的材料屬性是一致的，考慮到模型的連續(xù)性，將擺線輪與針齒分別做好組，分別定義。1.網格處理步驟如下:l)將I一DEAS轉化了的UNV文件輸入到M叭丑C軟件中。2)將該網格進行分組(Set)，分為擺線輪和針齒兩個組。3)將分離后的擺線輪和針齒網格檢查，然后移動到工作位置。2.在網格處理過程中所用的命令和技術關鍵點:1)“SweeP”命令用于銷除重復的或距離過度小的幾何或有限單元元素

2.對于針齒保證針齒殼外緣沿X、Y、Z三個方向約束。以上施加邊界條件的時候，注意防止出現剛體位移。具體形式如圖2一10所示:圖2一2邊界條件的施加Fig.2一22APPliedb0Un山叮conditions2.3.4材料屬性的定義由上節(jié)可知，考慮到模型的連續(xù)性，將擺線輪與針齒分別做好組，分別定義;另外，靜力分析不涉及到熱機藕合問題，所以這里和溫度相關的屬性都不需要定義。值得注意的是，在1~DEAS中默認的單位是nu刀，而在M田℃中存在兩套單位，可自行匹配。兩套單位如表2一1。表2一1Marc軟件中適用的兩套單位幾bs一IT、勺o幻Ildsof晚鉆即pliedinMarcsoftw毋裕裕庶庶為為后景景時間間mmmlnnnmNNNKgggS

第二章擺線輪齒面嚙合受力分析方法及驗證圖2一3材料屬性的定義圖2一4接觸的定義Fig.2一3Definitionofff扭teriaiProPer’tiesFig.2一4Definitionofcolltact各材料屬性如表2一2所示:表2一材料屬性數值幾b.2一valueofinatenalproPertles彈性模量泊松比質量密度擺線輪針齒2.068E5(洲[Pa)2.068E5(N[Pa)0.290.297.854e一6(7.854e一6(注:靜態(tài)分析并不考慮質量密度，材料屬性數值可不輸入。2.3.5接觸體的定義接觸是一個邊界條件高度非線性的復雜問題，如果不定義接觸體，軟件將默認每個節(jié)點都有可能與其它節(jié)點接觸，這將大大增加計算時間，而這卻是毫無用處的，所以計算之前一定要定義接觸體，排除那些可能永遠不會接觸的節(jié)點。在定義接觸體時，應注意接觸體定義的順序關系。擺線輪與針齒的多齒接觸定義如圖2一24。實際上這是一個多部位接觸的問題，由于擺線針輪傳動中擺線輪最多只有一半齒接觸，，故取三處接觸區(qū)域(見如圖2一n右圖兩體接觸網格密集區(qū))。接觸單元數量為2382
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