【摘 要】
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RV(Rotate Vector)减速器是工业机器人三大核心部件之一。目前国产RV减速器与国外先进产品性能上的差距主要体现在承载能力、精度、使用寿命及振动噪声等方面。为提升RV减速器综合性能,本文对其结构参数进行了多目标优化设计,并对整机的动态特性进行了理论分析。结合对摆线轮的齿廓修形,分析并建立了综合考虑承载能力、摆线轮啮合回差及传动机构体积的多目标优化数学模型。结合NSGA-II算法,利用MA
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RV(Rotate Vector)减速器是工业机器人三大核心部件之一。目前国产RV减速器与国外先进产品性能上的差距主要体现在承载能力、精度、使用寿命及振动噪声等方面。为提升RV减速器综合性能,本文对其结构参数进行了多目标优化设计,并对整机的动态特性进行了理论分析。结合对摆线轮的齿廓修形,分析并建立了综合考虑承载能力、摆线轮啮合回差及传动机构体积的多目标优化数学模型。结合NSGA-II算法,利用MATLAB编程对该数学模型进行了求解。所求得的优化参数相比初始参数,减速器体积减小了11.47%,摆线轮接触力减小了10.94%,摆线轮啮合回差降低了8.9%。为改善RV减速器转臂轴承受力情况,本文计算了不同工况的轴承受力大小,针对轴承承受径向载荷时的滚针端部应力集中的问题,设计了滚子母线凸型曲线。利用ANSYS软件分别分析了凸型曲线及原始轮廓接触区域的载荷分布,通过对比,验证了母线为凸型曲线时能够有效避免受载时的应力集中现象,在转臂轴承中采用这种滚子能够有效提升轴承寿命。分析了RV减速器整体拓扑结构,建立了其平移-扭转耦合模型。通过对各零部件的运动分析建立了系统的动力学方程,计算了构件的质量,转动惯量以及系统刚度矩阵。通过求解动力学方程,得到了系统的各阶模态数据,为RV减速器动态性能优化提供理论参考。利用ADAMS多体动力学仿真软件,对本文多目标优化所得结果进行虚拟样机的搭建,仿真并分析了摆线轮啮合力,啮合回差以及输出法兰的运动特性,同时与拟合转角修形的实验数据进行对比,减速器回差预测值相对于拟合转角修形降低了20%,验证了优化模型的合理性。
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