【摘 要】
：
RV减速器作为高精度的齿轮传动设备,凭借其优良的传动性能被广泛用于高端机床、工业机器人和消防机器人等方面。目前对RV减速器传动系统的故障机理与动力学特性研究尚匮乏,而第一级渐开线齿轮和第二级摆线针轮作为RV减速器的关键零部件,若出现故障将严重影响减速器的传动精度和稳定性,从而影响机器人的运动精度。针对此问题,本文以工业机器人RV减速器为研究对象,分别建立多刚体动力学模型和刚柔耦合动力学模型,研究了
【基金项目】
：
国家自然科学基金（U20A20201）； 河北省重点研发计划（20311803D）； 河北省自然科学基金（E2019202338）；
论文部分内容阅读
RV减速器作为高精度的齿轮传动设备,凭借其优良的传动性能被广泛用于高端机床、工业机器人和消防机器人等方面。目前对RV减速器传动系统的故障机理与动力学特性研究尚匮乏,而第一级渐开线齿轮和第二级摆线针轮作为RV减速器的关键零部件,若出现故障将严重影响减速器的传动精度和稳定性,从而影响机器人的运动精度。针对此问题,本文以工业机器人RV减速器为研究对象,分别建立多刚体动力学模型和刚柔耦合动力学模型,研究了负载变化和零件柔性对传动系统的影响以及齿轮故障时啮合力的频谱特征。本文的主要研究工作如下:（1）分析RV减速器的结构与原理,推导并计算了RV传动系统的各级传动比、角速度理论值和啮合频率。运用CAE软件建立RV减速器的实体模型并对其进行动力学仿真,验证了结构的准确性。考虑摆线轮的修形、装配角度误差和负载影响,由力和力矩的平衡关系,建立了两行星轮RV减速器的弹性静力学方程。通过MATLAB数值迭代和经验公式求解,得到了齿轮啮合力、轴承力以及传动系统的刚度和阻尼参数,分析了摆线针轮在负载变化下的啮合特性变化规律。（2）为进一步分析负载变化对摆线针轮机构啮合特性的影响,建立其简化的三维有限元模型并进行了瞬态动力学分析。考虑摆线轮修形、负载变化的影响,以一个摆线轮啮合传动周期为范围,分析了摆线针轮的啮合齿对数与啮合应力、沿摆线轮齿廓长度方向和针齿长度方向的应力在负载作用下的变化规律,得到了其容易出现故障失效的部位。通过对比分析仿真与理论的啮合力和啮合齿对数等特性结果,验证了本文所建有限元模型和静力学模型的正确性。（3）考虑RV减速器第一级渐开线齿轮的点蚀、磨损故障,将求解得到的系统刚度和阻尼参数带入仿真模型,建立渐开线齿轮的柔性体并替换相应的刚性体,对其进行刚柔耦合动力学仿真。对比了全刚体与刚柔耦合的仿真结果,分析了点蚀故障对齿轮振动特性、啮合力的影响,通过傅里叶变换,得到了RV齿轮啮合力的频谱特征。通过以上研究,深入分析渐开线齿轮和摆线针轮在负载作用下的啮合传动规律以及齿轮柔性和齿轮故障对RV传动系统动力学特性与频谱特征的影响规律,为RV传动系统故障动力学的诊断与分析提供数据和理论参考。
其他文献
散料出料工作广泛存在于白酒酿造、食品加工、农产品运输等生产活动中。因散料具有形态松散和易塑性变形的物理性质,对其进行出料工作时,需要克服易洒落、易损伤和工作空间狭小等问题。现有的机器人与末端装置难以适应散料出料过程。所以,当前散料出料工作自动化程度低下,对工人体力有较高的要求。本文针对受限工作空间下的散料出料问题,设计了面向散料抓取的工业机器人末端执行器,并针对散料抓取作业特点,开展了机器人轨迹规
在实际机械结构中,由结构的几何尺寸、装配公差、边界条件、测量误差等原因引起的不确定性对机械结构性能产生重要影响,严重情况可能导致结构失效。因此,量化不确定性对机械结构性能影响有助于指导产品的高品质设计。证据理论灵活的建模框架使其在处理认知不确定性时具有一定优势,根据不确定信息的充分程度可分别等效为概率理论和区间理论。目前,基于证据理论的机械结构可靠性分析面临诸多问题,其中处理高维问题时计算效率低是
制造业是我国经济发展的重要基础,伴随着物联网、大数据、在线仿真、传感等技术的高速发展,加快制造业数字化、智能化转型已是大势所趋。然而,在推进制造业从中低端向中高端迈进的过程中,面临着一个技术难题:如何在数字化空间中镜像物理空间的设备实体,从而达到优化现有物理系统的目的。基于此,数字孪生提供了新的解决思路。工业机器人作为智能装备的核心为智能制造提供强大的支撑,因此,对工业机器人数字孪生系统的构建研究
＜正＞烟台三中作为山东省首批规范化学校,近年来大力倡导"阳光德育","让德育过程像阳光普照大地一样润泽每一个学生,观照每一个生命,让德育效果达到使每一个学生更阳光,更自信"。学校尊重学生生命本源的要求,承认且重视学生的个体差异,树立个性化德育意识,既有每个人应有的整体素质标准,又有每个人不同的思想素质提高的要求,为每一个学生的发展提供最适宜的环境。个
肌肉软组织的损伤常发生于高强度体力工作者,动脉血管壁的病变也多是心血管疾病产生的重要原因。因此对于以骨骼肌和动脉血管壁为代表的生物软组织的变形特性和应力分布的研究受到越来越多的重视,而这也是生物力学领域重点关注的课题之一。本论文分别以牛的骨骼肌和动脉血管壁为研究对象,通过模拟压缩/拉伸力学实验,并利用各向异性超弹性本构模型进行有限元建模仿真。基于一系列智能算法对骨骼肌的本构参数进行预测,对不同智能
功能设计是为获取满足需求功能的原理解,协调运用多领域的设计知识而进行的复杂设计活动。功能设计作为产品创新设计的有效途径,其应用方法对提升我国经济实力,建设经济强国具有重要意义。围绕产品功能设计过程中效应链的推理技术及效应知识的获取、类比转化技术,在研究TRIZ及LT量纲理论的基础上,集成理论优势拓展科学效应检索与效应链推理过程,完善效应实例到原理解的类比转化过程,旨在提升效应知识推送的精准性,降低
激光选区熔化技术（Selective Laser Melting,SLM）具有兼顾复杂形状和高性能金属零件快速成型等突出优势及广阔的应用前景。但依然存在影响成型因素众多且规律复杂、机理研究不够系统深入、实际应用材料种类十分有限等问题。因此,本文选用M2高速钢粉末为实验材料,研究在SLM成型过程中裂纹产生的原因及裂纹抑制机理;探究SLM成型M2高速钢最佳工艺参数,制备出高性能M2高速钢;研究工艺参数
随着机器人技术的发展,协作机器人走入工厂与人协作共同完成装配任务将成为未来的发展方向。针对人机协作装配中的安全性问题,本文提出了基于人手运动预测的多重人机安全协作策略。该方法首先对人机协作装配过程中的人手运动目标点进行预测,使机械臂具备预知操作者动作意图的能力;之后基于上述预测结果,针对人机协作装配中的安全性问题,面向不同阶段的装配场景,提出了基于运动预测的多重人机安全协作策略,使机械臂能够在保证
数字液滴PCR（droplet digital polymerase chain reaction,dd PCR）技术是一项重要的核酸分子绝对定量技术,因其精度高、易操作、反应腔室间完全隔离的优势广泛应用于核酸检测中。在dd PCR核酸检测实验的液滴荧光图像中,液滴计数的准确性将直接决定核酸检测结果的准确性。然而,由于实验中的液滴数量多、尺寸小、荧光强度不均匀等问题的存在,导致液滴难以计数。为此,
随着我国航空工业领域的蓬勃发展,航空发动机叶片的制造和维修成为研究重点。航发叶片有多种维修方式,相比于人工磨削及机床磨削,高柔性化、低成本、应用场景广泛的机器人智能加工更受青睐。目前,航发叶片的机器人磨削阶段仍然无法避免颤振的发生,而且现有的磨削颤振检测方法大多只能在颤振已经明显发生后识别出颤振,所以快速检测出颤振的发生并为后续采取抑制操作提供更多反应时间是十分必要的。针对以上问题,本文采用小波包