基于动态性能的摆线轮辐板结构优化设计研究

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RV减速器因其传动效率高、抗冲击性强、结构紧凑、体积小、质量轻等优点,已广泛应用于工业机器人等领域。摆线轮作为RV减速器的核心零件,其动态性能的优劣往往直接影响整个减速器在使用过程中的稳定性。因此,对摆线轮动态性能的分析及研究具有重要的理论意义和应用价值。本论文以摆线轮辐板结构为研究对象,重点从啮合刚度以及振动特性等方面展开了对摆线轮动态性能的研究。主要研究内容如下:(1)在ADAMS中建立了RV减速器仿真模型,在特定转速和负载下对其进行运动仿真分析。对比各级减速机构仿真转速与理论值之间的差异,验证了运动仿真模型的准确性。提取了偏心轴轴承处的动态激振力,为后续分析摆线轮的振动响应提供了载荷激励。(2)通过ABAQUS建立了摆线针轮传动系统有限元模型,进行接触分析,确定了摆线轮和针轮在实际啮合接触过程中共有16对齿同时参与啮合,并得到了每对齿的接触区域,以及每个接触位置上的接触力和变形量。通过理论计算,求出了摆线轮的综合啮合刚度,按照啮合夹角的大小进行排序后,经过曲线拟合,得到了摆线轮综合啮合刚度曲线。同时研究了不同参数对摆线轮综合啮合刚度曲线的影响。(3)利用ABAQUS软件对摆线轮进行模态分析,得到了摆线轮的固有频率和模态振型,确定摆线轮辐板结构的优化位置在扇形孔处。设计正交试验,根据试验方案对摆线轮进行振动响应分析,对试验结果进行极差分析,确定了扇形孔的最优结构,同时研究了辐板厚度对摆线轮振动特性的影响。对优化后结构进行振动响应分析并与原结构进行对比,确定了方案的有效性。(4)搭建RV减速器振动试验台,在给定工况下对RV减速器进行振动测试分析,将试验结果与摆线轮振动响应分析结果进行分析对比,发现摆线轮振动响应均在其啮合频率处存在峰值。且转速发生变化时,不同方向上的振动加速度变化规律与仿真结果一致,验证了仿真方法的可靠性。
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