机器人产业是《中国制造2025》重点发展的领域之一,在现阶段机器人产业必将得到快速发展。尤其智能化、专业化的工业机器人会越来越普遍的投入到制造业各领域中。我国工业机器人的快速发展必须要突破核心部件--关节精密减速器的技术制约,实现高水平国产化。现阶段在工业机器人关节减速器中,行星减速器承载扭矩大、传递效率高、造价较低以及渐开线齿轮发展比较成熟可靠,其在机器人中的应用也增加,但存在多级传动体积过大,精密化后性能降低等问题。基于实践情况,本文针对行星减速器主要传动部件进行静动态特性的分析以及结合试验进行研究,主要研究如下:(1)精密行星减速器相关参数计算、振动分析以及建立行星轮系动力学模型。首先在行星轮系结构分析的基础上对传动比和效率进行计算,根据输入转速计算出减速器各轴转速、以及各啮合齿轮对之间的啮合力与啮合频率;其次分析齿轮啮合的动态激励,在结合减速器实际运行工况的基础上对行星齿轮系统振动的主要激励来源进行研究;然后结合齿轮动力学模型的相关研究,针对精密行星减速器齿轮系统建立动力学数学模型。(2)建立行星齿轮减速器三维模型并对主要部件进行静力学分析。根据技术指标要求,选择合适的行星减速器齿轮传动方案,设计各零部件的尺寸结构,完成三维模型的建立;然后对减速器中最容易失效的行星架组部件和行星齿轮系统进行静力学分析,得到结构的强度受力状况,再得到数阶模态,分析其稳态响应;最后对最易失效的行星架组进行寿命预测,验证销轴根部寿命最短。静态特性分析得到部件受力等信息,可较快的反映出结构设计是否合理。(3)主要部件--行星齿轮系统动力学特性分析。将齿轮传动系统三维模型导入动力学软件中,结合理论计算设置相关参数,建立系统的虚拟样机模型;动力学仿真后得到行星齿轮系统各轴的角速度曲线图以及各齿轮啮合对之间动态啮合力的时域频率图,从仿真结果中分析了行星齿轮系统动态啮合特性并与理论值比较,证明仿真模型是可靠的。(4)精密减速器振动与模拟负载疲劳寿命试验研究。对齿轮传动系统振动信号进行测量,并进行频谱分析,结果表明减速器振动来源主要是齿轮啮合激励,而且随着转速的增加减速器振动愈加强烈;此外,在模拟负载工况下,针对齿轮失效和行星轮轴断裂等主要失效形式做疲劳寿命试验验证,检验了样机最薄弱部位可以达到使用要求即整机是可靠的。