【摘 要】
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减速器是机器人的核心零件,减速器的效率和精度决定了机器人的能耗和精度,为了提高传动系统的效率和精度,本文提出活齿和固定齿复合传动系统,对复合传动系统进行了结构设计和仿真、受力和力矩分析、啮合刚度和精度分析,完成了效率、回差和传动精度试验。综合运用活齿传动和固定齿传动原理与特性,设计出活齿和固定齿复合传动系统运动简图,分析确定了活齿传动部分和固定齿传动部分的齿廓方案,确定了复合传动的具体结构,进行了
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减速器是机器人的核心零件,减速器的效率和精度决定了机器人的能耗和精度,为了提高传动系统的效率和精度,本文提出活齿和固定齿复合传动系统,对复合传动系统进行了结构设计和仿真、受力和力矩分析、啮合刚度和精度分析,完成了效率、回差和传动精度试验。综合运用活齿传动和固定齿传动原理与特性,设计出活齿和固定齿复合传动系统运动简图,分析确定了活齿传动部分和固定齿传动部分的齿廓方案,确定了复合传动的具体结构,进行了三维建模、零件装配与运动仿真,验证了活齿和固定齿复合传动的可行性。建立了复合传动的力学模型。推导了正弦活齿传动部分的力和力矩公式、活齿轨道齿廓曲线的曲率公式和接触应力公式。推导了弦线固定齿传动部分的压力角公式和受力公式。分析了各参数变化对传动系统力和力矩、接触应力及压力角的影响。推导了啮合刚度公式,使用有限元分析法,对活齿和固定齿复合传动系统的啮合刚度进行了分析,使用ANSYS仿真软件对传动系统进行了受力变形分析,对比分析了只有固定齿传动时的啮合刚度与活齿和固定齿复合传动时的啮合刚度,确定了复合传动的力和力矩分配系数。分析了活齿和固定齿复合传动系统的误差来源,推导出中心盘、行星盘齿轮正弦活齿轨道、行星盘齿轮弦线固定齿等元件误差的计算公式,分析了参数变化对传动系统精度的影响,计算了各啮合副的误差权重。完成了活齿和固定齿复合传动样机的结构优化和加工制造,搭建了效率、回差与传动精度实验平台,完成了减速器样机的效率实验、回差实验和传动精度实验,测得样机最高效率为69.56%,最小回差为1.618′。
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