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RV(Rotate-Vector)減速器設計

添加時間:2019/03/13
本論文在查閱現有研究成果的基礎上aaa,採用理論分析法和軟件仿真分析法對FRV—400C1 型減速器進行研究aaaaa,並在研究的基礎上對其試製aaa。
  以下爲本篇論文正文:

摘要

RV(旋轉矢量)減速器是一種高精度控制減速器aaaaa,採用差速齒輪減速結構aaaa。 由於減速器同時齧合大量齒輪aaaa,因此具有體積小aaaaa,重量輕的特點aaa,並且具有高剛性和過載阻力aaaa。 另外aaaa,RV減速機旋轉振動小aaa,慣性小aaa,加速性能好aaa,運行平穩aaaaa,定位精度準確aaa。 目前aaaa,在中國aaaaa,高精度RV減速機仍需要從國外進口aaa,成爲制約中國工業機器人產業發展的主要因素aaaa。 爲解決這一問題aaaa,相關研究人員應加大對RV減速器的理論研究aaa,探索一系列實際加工問題aaaaa。 本文的主要研究成果如下:

(1)完成FRV-400C1減速機所有部件的設計工作aaa。 使用Solidworks軟件aaa,構建所有零件的3D模型aaaaa,並使用AutoCAD軟件實現2D繪圖aaaa。公差和表面質量要求根據RV減速機的工作特性和具體的加工要求確定aaaaa。

(2)分析RV減速器的傳動特性aaaaa。 通過對RV減速器結構的研究aaaa,分析了擺線輪的齧合原理aaaaa,推導了擺線輪的生成方程aaaaa。優化擺線齒形的數量aaa。平移座標法的處理方法用於修改擺線輪aaa。

(3)利用ANSYS Workbench軟件aaaa,建立FRV-400C1減速器的有限元模型aaaa,對減速器進行模態分析aaaaa,解決RV減速器的振動模式和固有頻率aaaaa。 分析RV減速器各部件在不同頻率下的工作狀態aaaa,確定部件的薄弱環節aaaa,優化易損部件的設計aaaaa,爲減速器的試製奠定理論基礎aaa。

(4)探索RV減速機關鍵部件的加工工藝aaa,實現零部件從原材料到成品的轉換aaaa,嚴格保證產品精度aaa。 應對加工過程中出現的問題aaaaa,分析問題產生的原因aaa,提出優化和改進方法aaaa。

(5)設計完整的核心部件加工工具aaaa。

關鍵詞:RV減速器aaaaa,試製aaaa,擺線修正aaa,有限元分析aaaaa,工裝設計

Abstract

(1)完成FRV - 400C1減速器各部分的設計aaaaa。在Solidworks軟件的幫助下aaaa,建立了所有零件的三維模型aaaa,並藉助AutoCAD軟件繪製了二維圖紙aaa。根據RV減速機的工作特點和具體的加工要求aaaaa,制定了公差和表面質量要求aaaaa,並制定了設計圖紙aaaa。

(2)RV減速器的傳動特性分析aaa。通過對RV減速器結構的分析aaaa,推導出減速比aaaaa,分析了擺線輪的齧合原理aaa,推導了擺線的生成方程aaaa,優化了擺線齒廓的訓練量aaaa。

(3)藉助ANSYS Workbench軟件aaaaa,建立了FRV 400-C1減速器的有限元模型aaaa,RV減速器模態分析減速器aaaaa,解決了齒輪減速器的振動模式和固有頻率aaaa。 RV減速器在應力和應變狀態下應力狀態下的靜力學分析aaaa,確定減速器薄弱環節及其強度校覈aaaa。

(4)探索RV減速機關鍵部件的加工工藝aaaaa,實現零部件從原材料到成品的改造aaa,嚴格保證產品精度aaa,處理工藝中出現的問題aaa,分析問題產生的原因aaaaa,方法aaaaa。

(5)設計一套完整的工具加工核心部件aaaaa。

關鍵詞: RV減速器aaa,傳動特性aaaaa,有限元分析aaaa,技術aaa,工具

衆所周知aaa,一個國家機械工業的發展水平是國家綜合國力的重要體現aaa。 改革開放以來aaa,中國經濟發展迅速aaa,機械工業發展迅速aaaa,特別是在重型機械領域aaaa。作爲重型機械最常見的部件aaa,減速機也發展迅速aaaa。在工程機械和採礦機械領域aaa,減速機的使用尤爲頻繁[1]aaaaa。 近年來aaaaa,精密機器人產業作爲機械領域的新生力量迅速發展aaaaa,並已成爲最引人注目的行業aaaa。 德國在高科技發展戰略中提出了工業4.0的概念aaa,強調了高精度機器人在工業自動化發展中的重要作用aaa,機器人產業的發展前景也十分廣闊aaaa。 由於機器人的減速器對整機的傳動精度要求很高aaaa,因此對機器人中使用的減速器的要求也增加了aaa。

精密RV減速器是機器人關節部件的重要傳動機構aaa,其設計要求和製造難度也有所提高aaa。 中國減速機的主要產品是從齒輪減速機開始到最引人注目的RV減速機aaaa,這是一個漫長而艱難的開發過程aaaa。 毫無疑問aaaaa,RV減速機的國產化將對國內機器人行業產生重大影響[2]aaa。 根據前瞻性研究所公佈的數據aaaaa,2013年aaaa,中國共生產減速機555.8萬臺aaaa,實現銷售收入806億元aaa,同比增長25%aaaa。 根據國家權威數據採集部門的收集結果aaaa,估算了RV減速機的發展規模aaaa。 2018年中國工業機器人的總需求量將達到89,000臺aaaaa,平均工業機器人將安裝5臺減速機aaa。中國對2018年房車減速機的總需求量將達到44.5萬輛aaa。根據中國目前使用的機器人數量aaa,機器人的使用壽命計算爲8年aaa。未來aaaaa,中國對精密RV減速機的需求將達到100萬臺aaa,銷量將達到200億元aaa。

目前aaaaa,工業機器人減速器的主流產品大致分爲三種類型:RV減速器aaa,擺線針減速器和諧波減速器[3]aaaa。 由於其獨特的優勢aaaa,RV減速器價格昂貴aaa,但其需求正在增加aaaaa。 RV減速機具有以下優點:

(1)傳動比範圍大aaa。 RV減速機的本質是兩級減速機aaaaa。輸入齒輪和周圍佈局中的三個行星齒輪形成第一級減速系統aaaa。擺線齒輪和銷齒輪(銷齒輪殼體)形成第二級減速系統aaa。 由於第二級減速系統是小齒差動齒輪傳動裝置aaaaa,即aaaaa,擺線齒輪的齒數小於齒數aaaa,因此可以獲得大的傳動比[4-6]aaaa。 通常aaa,常用的傳動比爲57至192aaaa。

(2)傳輸精度高aaa,傳輸滯後小aaaaa。 根據RV減速器運動的理論設計要求aaaaa,擺線輪齒與銷齒aaaa,銷齒和銷齒輪殼之間的接觸是純滾動摩擦接觸aaa,無間隙和滑動aaaaa,所以只要設計和加工是合理aaaaa,實現更高的傳輸精度和更小的傳輸滯後aaaa。 目前aaaaa,RV減速器的傳動誤差≤1'aaaa,失去角度角的返回≤1.5'aaa,額定狀態下的總滯後≤6'[7]aaa。

(3)傳輸效率高aaaaa。 普通漸開線行星齒輪減速器的傳動效率與傳動比[8]成反比aaa,即傳動比越大aaaa,傳動效率越高aaa。 由於RV減速機是純滾動摩擦接觸aaaaa,RV減速機傳動比大aaaaa,傳動效率可達90%~97%aaa。

(4)承載能力強aaaaa,使用壽命長aaaa。 RV減速器的兩個擺線輪對稱安裝aaaaa,相角差爲180°aaa。 在工作過程中aaaaa,它與漸開線齒輪的凸面和凸面齧合不同aaa,RV減速器的擺線輪和銷齒輪通過凹凸齧合aaa,增加了接觸面積[9-11]aaaaa,這樣可以獲得更大的扭矩aaaaa。很棒的能力aaaa。理論上aaaa,擺線齒可以同時接觸1/2齒aaaa,減少磨損並延長使用壽命aaa。

同時aaa,RV減速機還具有體積小aaa,重量輕aaaaa,結構緊湊aaaaa,運行噪音低aaaaa,維護週期長等優點aaaaa。

RV(旋轉矢量)減速器設計:

擺線輪剖面圖 擺線輪廓視圖

擺線輪主視圖 擺線主視圖

底盤 底盤

有限元分析圖 有限元分析圖

擺線輪樣品圖 擺線樣本圖

心軸工裝 芯軸加工

上頂尖 最高點

下頂尖 頂級

工裝底座 工具基礎

裝配體 裝配

目錄

摘要
摘要
第1章介紹
1.1項目研究背景及意義
1.2國內外研究現狀
1.2.1國外RV減速器的發展歷史和研究現狀
1.2.2國產RV減速器的開發和研究現狀
1.3主題研究的目的和意義
1.4學科研究內容和創新點
1.4.1主題研究內容
1.4.2項目研究思路
1.4.3項目創新
1.5本章概要
第二章RV減速機的結構分析 2.1 RV減速機的傳動原理
2.2 RV減速器零件分析和實體造型
2.2.1簡介
2.2.2零件介紹和重要加工表面分析
2.3本章概要
第三章RV減速機的有限元仿真 3.1簡介
3.2導入創建的幾何體
3.3添加材料屬性
3.4分割網格
3.5應用約束載荷並求解 3.6模態計算結果和分析
3.7本章概要
第四章RV減速機擺線的形成和改進 4.1 RV減速機擺線形成 4.1.1擺線的定義
4.1.2擺線的分類
4.1.3求解外部擺線方程

4.1.4擺線輪的三維建模
4.2 RV減速機擺線修邊
4.2.1齒廓修正理論
4.2.2平移座標法修改牙形 4.2.3修改試驗結果分析
4.3本章概要
第五章RV減速機關鍵部件工裝設計 5.1擺線輪加工設備的模塊化設計
5.1.1模塊化學裝置的含義
5.1.2技術方案
5.1.3模塊化設計
5.1.4有限元模擬分析
5.1.5摘要
5.2行星齒輪磨具設計
5.2.1行星輪特徵和加工過程中需要注意的問題
5.2.2技術方案
5.2.2磨削齒輪的可行性分析
5.2.3摘要
5.3銷齒輪磨削齒輪的設計
5.3.1簡介
5.3.2技術方案
5.3.3試驗報告分析
5.3.4摘要
5.4本章摘要
第六章總結和展望
6.1本文的工作總結
6.2未來工作展望
參考
附錄
確認
學位研究期間的研究成果
版權聲明

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