機器人產(chǎn)業(yè)是《中國制造2025》重點發(fā)展的領域之一,在現(xiàn)階段機器人產(chǎn)業(yè)必將得到快速發(fā)展。尤其智能化、專業(yè)化的工業(yè)機器人會越來越普遍的投入到制造業(yè)各領域中。我國工業(yè)機器人的快速發(fā)展必須要突破核心部件--關節(jié)精密減速器的技術制約,實現(xiàn)高水平國產(chǎn)化。現(xiàn)階段在工業(yè)機器人關節(jié)減速器中,行星減速器承載扭矩大、傳遞效率高、造價較低以及漸開線齒輪發(fā)展比較成熟可靠,其在機器人中的應用也增加,但存在多級傳動體積過大,精密化后性能降低等問題�；趯嵺`情況,本文針對行星減速器主要傳動部件進行靜動態(tài)特性的分析以及結(jié)合試驗進行研究,主要研究如下:（1）精密行星減速器相關參數(shù)計算、振動分析以及建立行星輪系動力學模型。首先在行星輪系結(jié)構(gòu)分析的基礎上對傳動比和效率進行計算,根據(jù)輸入轉(zhuǎn)速計算出減速器各軸轉(zhuǎn)速、以及各嚙合齒輪對之間的嚙合力與嚙合頻率;其次分析齒輪嚙合的動態(tài)激勵,在結(jié)合減速器實際運行工況的基礎上對行星齒輪系統(tǒng)振動的主要激勵來源進行研究;然后結(jié)合齒輪動力學模型的相關研究,針對精密行星減速器齒輪系統(tǒng)建立動力學數(shù)學模型。（2）建立行星齒輪減速器三維模型并對主要部件進行靜力學分析。根據(jù)技術指標要求,選擇合適的行星減速... 

【文章來源】：江西理工大學江西省

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

工業(yè)機器人及腕部所用行星減速器

第一章緒論2能力都需提高；在整機可靠性方面，實際使用壽命達不到預期標準，使用過后精度下降，穩(wěn)定性變差[9]。圖1.2為精密行星減速器幾類典型失效形式。這些問題近些年來被越來越多的專家和學者關注并努力去尋求方法解決。在現(xiàn)代設計中，CAE等輔助設計技術的應用可提高產(chǎn)品的質(zhì)量、精度，能模擬產(chǎn)品的實際客觀應用狀況，國內(nèi)外知名企業(yè)都普遍采用CAE等虛擬技術，加快產(chǎn)品的設計優(yōu)化進程[10]。本課題的研究基于精密行星減速器在工作中出現(xiàn)的實際故障難題，對目標樣機進行理論計算，建立精密行星減速器三維模型，對最主要的傳動部件--行星架組、齒輪傳動系統(tǒng)進行靜態(tài)受力強度和模態(tài)分析，并對最易損壞的行星輪軸進行壽命預測；然后設置實際工況相關參數(shù)，建立虛擬樣機模型，分析行星齒輪系統(tǒng)的動態(tài)特性；在理論與仿真分析的基礎上，進行加速度振動試驗和模擬負載疲勞壽命試驗，試驗結(jié)果與理論設計參數(shù)相符，也驗證了目標樣機的可靠性。通過理論仿真再到試驗研究，解決了企業(yè)里該系產(chǎn)品主要的失效問題，也為其他精密減速器的創(chuàng)新改進提供參考，對于本行業(yè)而言具有重要的工程意義。圖1.1工業(yè)機器人及腕部所用行星減速器（a）行星軸折斷；（b）行星輪滾針斷裂；（c）太陽輪軸折斷；（d）齒輪輪齒折斷；（e）齒輪齒面磨損；（f）齒輪齒面點蝕圖1.2精密行星減速器幾類典型失效形式

第一章緒論71.5本文主要研究內(nèi)容及技術路線本課題針對精密行星齒輪減速器在工作中存在的各種失效問題，基于其結(jié)構(gòu)特點以及工作環(huán)境要求，在對結(jié)構(gòu)設計分析、齒輪傳動相關參數(shù)計算的基礎上，建立了精密減速器主要零部件以及整機裝配模型。對主要存在結(jié)構(gòu)強度問題部件--行星架組和行星齒輪系統(tǒng)進行了靜力學受力分析，然后對行星齒輪系統(tǒng)進行了動態(tài)特性分析，最后進行相應地振動測試和負載疲勞壽命測試，以驗證樣機設計的可靠性，為生產(chǎn)實際提供設計輔助以及在理論上進一步指導優(yōu)化。本文的研究思路如圖1.3所示。圖1.3研究思路流程圖具體研究內(nèi)容如下：（1）對精密行星減速器相關理論數(shù)據(jù)進行計算、結(jié)合振動激勵分析建立行星輪系動力學模型。在行星輪系結(jié)構(gòu)分析的基礎上對傳動比和效率進行計算，根據(jù)輸入轉(zhuǎn)速計算出減速器各軸轉(zhuǎn)速、以及各嚙合齒輪對之間的嚙合力與嚙合頻率；此外分析了齒輪嚙合的動態(tài)激勵，在結(jié)合減速器實際運行工況的基礎上對行星齒輪系統(tǒng)振動的主要激勵來源進行研究；通過對齒輪動力學模型的相關研究，針對精密行星減速器齒輪系統(tǒng)建立動力學數(shù)學模型。（2）建立行星齒輪減速器三維模型并就主要部件進行有限元分析。根據(jù)技術指標要求，選擇合適的行星減速器齒輪傳動方案，設計各零部件的尺寸結(jié)構(gòu)，完成三維模型的建立；然后對減速器中最容易失效的行星架組部件和行星齒輪系統(tǒng)進行靜力學分析，得到結(jié)構(gòu)的

【參考文獻】：
期刊論文
[1]A Contact Force Model Considering Meshing and Collision States for Dynamic Analysisin Helical Gear System[J]. Dong Xiang,Yinhua Shen,Yaozhong Wei.  Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2019(03)
[2]機器人減速器疲勞壽命測試裝置開發(fā)與研究[J]. 程曼,邱城,李金峰,張敬彩,張旺,封楠,石獻金.  機械傳動. 2019(05)
[3]多級平行軸滾筒齒輪數(shù)學建模及動力學分析[J]. 黃曉冬,袁銀男,歐陽天成,陳南,潘明章.  東南大學學報(自然科學版). 2018(04)
[4]大型風力機多體動力學仿真下結(jié)構(gòu)動態(tài)響應[J]. 葉柯華,李春,丁勤衛(wèi),葉舟.  太陽能學報. 2018(05)
[5]齒輪箱全耦合系統(tǒng)動力學建模與箱體影響分析[J]. 劉嵐,趙晨晴,任亞峰,賀朝霞,吳立言.  哈爾濱工程大學學報. 2018(03)
[6]嚙合相位對人字齒行星齒輪傳動系統(tǒng)均載的影響[J]. 張霖霖,朱如鵬.  機械工程學報. 2018(11)
[7]兆瓦級風電齒輪箱行星架疲勞強度分析[J]. 石鵬飛,褚景春,袁凌,孫黎,范孝良,潘磊,李英昌.  機械傳動. 2017(11)
[8]內(nèi)激勵作用下行星傳動系統(tǒng)振動響應研究[J]. 許華超,秦大同,周建星.  振動與沖擊. 2017(21)
[9]雙內(nèi)嚙合行星齒輪傳動設計與試驗研究[J]. 王延忠,趙鵬坤,李圓,汪大鵬,賈爽.  機械傳動. 2017(10)
[10]采煤機行星減速器行星架的受力及疲勞強度分析[J]. 趙書斐,馬立,穆潤清,李國平.  煤礦機械. 2017(09)

博士論文
[1]封閉式行星齒輪傳動系統(tǒng)動態(tài)特性研究[D]. 黃啟林.山東大學 2014
[2]空間潤滑諧波減速器失效機理及其加速壽命試驗方法研究[D]. 李俊陽.重慶大學 2012

碩士論文
[1]基于角加速度的齒輪振動測試與分析方法的研究[D]. 劉炎.重慶理工大學 2018



本文編號：2949209