论文部分内容阅读
现如今,工业机器人在制造业中的应用范围越来越广泛,种类越来越多,其运动精度和使用寿命等性能极大程度上受限于核心零部件之一RV减速器的传动特性。与国外高精密RV减速器相比,国产RV减速器在性能等方面仍然存在着显著的差距,因此研究RV减速器的传动特性具有重大价值和意义。本文针对其中一类RV减速器的传动特性开展以下几个方面的研究:(1)分析RV减速器的两级传动机构组成、传动原理以及理论传动比的计算,推导RV减速器第二级传动中摆线轮标准和修形齿廓的参数方程以及曲率半径公式。在考虑摆线轮齿廓修形和针轮几何参数误差的前提下,推导出由此产生的回差与初始法向间隙的计算公式,在此基础上分析了考虑针齿弹性变形时摆线针轮传动中啮合力的计算方法。(2)运用三维软件(SolidWorks)建立RV减速器的三维装配模型,基于ADAMS设置相应运动关系和参数,完成RV减速器虚拟样机模型的建立,将仿真得到的各构件运动参数与理论计算结果进行对比分析,结果具有一致性。选取等距修形、移距修形、针齿分布圆半径误差和针齿半径误差这四个因素,设计包含交互作用的正交试验研究各因素对RV减速器传动误差的影响。正交试验结果表明:各因素及交互作用的主次顺序应为等距和移距修形的交互作用、等距修形、针齿分布圆半径误差和针齿半径误差的交互作用、移距修形、针齿分布圆半径误差、针齿半径误差。基于正交试验结果建立了传动误差的数学模型并验证了该模型的正确性。(3)运用三维软件(SolidWorks)分别建立了RV减速器的行星齿轮传动和摆线针轮传动简化后的三维装配模型。基于ABAQUS建立了行星齿轮传动和摆线针轮传动动态接触有限元模型,通过仿真分析揭示了两级传动中各个齿轮Mises应力场分布以及最大接触应力和应变随时间的变化规律,分析研究了摆线轮齿廓修形方式和针轮几何参数误差对摆线针轮传动过程中最大接触应力和应变的影响规律。(4)为了测试RV减速器的工作性能,设计并搭建了RV减速器性能测试试验台,采集了不同转速下RV减速器的x、y和z三个方向的振动信号。通过时频分析方法,研究其频谱特征得到RV减速器在各个转速下的特征频率,建立了基于边频分析理论识别和诊断某一减速器的故障类型和位置的方法,为RV减速器的故障诊断提供了有效手段。