本文關(guān)鍵詞：基于兩級(jí)行星滾柱絲杠副的關(guān)節(jié)減速器研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著工業(yè)機(jī)器人需求不斷提高,研究一款高效率、低成本、結(jié)構(gòu)簡單的關(guān)節(jié)減速器對(duì)實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人國產(chǎn)化具有重大意義。本文研究并設(shè)計(jì)了一種工業(yè)機(jī)器人用新型關(guān)節(jié)減速器,根據(jù)行星滾柱絲杠的大推力、高精度、高頻響和長壽命等特點(diǎn),依據(jù)減速器結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其傳動(dòng)狀態(tài)、接觸剛度、傳動(dòng)效率、均載特性等關(guān)鍵性能進(jìn)行了建模和分析,并建立了虛擬樣機(jī)模型,驗(yàn)證了設(shè)計(jì)方案的合理性。分析了新型減速器性能指標(biāo)和工作原理,并確定了對(duì)稱式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案;根據(jù)減速器性能指標(biāo),分析并建立了減速器各構(gòu)件的參數(shù)化設(shè)計(jì)模型。利用行星輪系反轉(zhuǎn)法,結(jié)合行星滾柱絲杠傳動(dòng)特點(diǎn),分析了減速器各主要工作構(gòu)件之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系,推導(dǎo)出新型減速器的通用傳動(dòng)比設(shè)計(jì)公式,該傳動(dòng)比與輸入絲杠導(dǎo)程、中間螺母導(dǎo)程、二級(jí)螺母導(dǎo)程、一級(jí)滾柱與輸入絲杠螺紋中徑比及二級(jí)滾柱與中間螺母外螺紋中徑比等參數(shù)有關(guān);討論了滾柱與絲杠之間不存在滑動(dòng)和存在滑動(dòng)兩種情況對(duì)減速器傳動(dòng)的影響。通過空間直角坐標(biāo)系描述絲杠與滾柱、滾柱與螺母之間接觸點(diǎn)的位置和速度,建立了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析模型,分析了考慮彈性變形時(shí)接觸點(diǎn)處的滑動(dòng)速度,獲得兩構(gòu)件接觸傳動(dòng)過程中的滑動(dòng)狀態(tài)。結(jié)合傳統(tǒng)Hertz彈性接觸理論和M-B分形模型,重新構(gòu)造了表面接觸系數(shù),建立了螺旋副粗糙曲面接觸力學(xué)模型,并通過螺旋副接觸點(diǎn)處的受力分析,建立了減速器軸向接觸剛度模型,為該新型減速器剛度評(píng)估提供了一種數(shù)學(xué)方法;分析了減速器工作過程中能量損失原因,以滾柱自旋滑動(dòng)引起的摩擦力矩近似作為總摩擦力矩建立了新型減速器的傳動(dòng)效率估算模型,通過適當(dāng)增加螺旋升角、接觸角、滾柱螺紋牙數(shù)和軸向負(fù)載,提高了該減速器的傳動(dòng)效率。此外,通過ANSYS對(duì)外嚙合傳動(dòng)螺旋副接觸進(jìn)行了有限元分析,獲得了軸向接觸載荷的分布規(guī)律,并得到改善螺旋副軸向均載特性的最佳牙型角取值范圍和滾柱、絲杠材料彈性模量的最優(yōu)關(guān)系。
【關(guān)鍵詞】：精密減速器 行星滾柱絲杠副 機(jī)器人 分形接觸理論
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH132.46
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-20
• 1.1 課題背景及研究意義9-12
• 1.2 關(guān)節(jié)減速器的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 諧波減速器12-14
• 1.2.2 RV減速器14
• 1.3 行星滾柱絲杠研究現(xiàn)狀14-18
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3.3 未來研究方向17-18
• 1.4 彈性接觸理論發(fā)展及應(yīng)用18-19
• 1.5 主要研究內(nèi)容19-20
• 第2章PRS型減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)20-30
• 2.1 引言20
• 2.2 減速器性能指標(biāo)20
• 2.3 工作原理分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案20-21
• 2.4 結(jié)構(gòu)參數(shù)分析及計(jì)算21-27
• 2.4.1 絲杠強(qiáng)度設(shè)計(jì)22-23
• 2.4.2 滾柱絲杠副導(dǎo)程設(shè)計(jì)23-24
• 2.4.3 螺紋牙型及強(qiáng)度設(shè)計(jì)24-26
• 2.4.4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算26-27
• 2.5 幾何建模與虛擬裝配27-29
• 2.6 本章小結(jié)29-30
• 第3章PRS型減速器的運(yùn)動(dòng)分析30-41
• 3.1 引言30
• 3.2 工作構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)關(guān)系30-33
• 3.2.1 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)分析30-32
• 3.2.2 軸向運(yùn)動(dòng)分析32-33
• 3.3 通用傳動(dòng)比33-34
• 3.4 滑動(dòng)狀態(tài)分析34-38
• 3.4.1 接觸位置34-36
• 3.4.2 接觸點(diǎn)速度36-37
• 3.4.3 連續(xù)滑移模式分析37-38
• 3.5 運(yùn)動(dòng)關(guān)系計(jì)算38-40
• 3.6 本章小結(jié)40-41
• 第4章 軸向剛度分析及傳動(dòng)效率計(jì)算41-56
• 4.1 引言41
• 4.2 減速器軸向接觸剛度分析41-47
• 4.2.1 螺旋副曲面法向接觸力學(xué)模型41-45
• 4.2.2 軸向接觸剛度模型45-47
• 4.3 傳動(dòng)效率計(jì)算模型47-55
• 4.3.1 摩擦力矩計(jì)算模型47-53
• 4.3.2 傳動(dòng)效率估算模型53
• 4.3.3 減速器的傳動(dòng)效率計(jì)算53-55
• 4.4 本章小結(jié)55-56
• 第5章 運(yùn)動(dòng)仿真及螺旋副接觸有限元分析56-69
• 5.1 引言56
• 5.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)分析理論及有限元法56-59
• 5.2.1 運(yùn)動(dòng)仿真理論基礎(chǔ)56-59
• 5.2.2 有限元分析法簡介59
• 5.3 虛擬樣機(jī)的創(chuàng)建59-60
• 5.3.1 數(shù)據(jù)交換方式59-60
• 5.3.2 模型導(dǎo)入與編輯60
• 5.4 減速器的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析60-64
• 5.4.1 創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真模型61-62
• 5.4.2 仿真結(jié)果分析62-64
• 5.5 螺旋副接觸的有限元分析64-68
• 5.5.1 軸向載荷分布規(guī)律64-66
• 5.5.2 牙型角對(duì)均載能力的影響66-67
• 5.5.3 材料彈性模量對(duì)均載能力的影響67-68
• 5.6 本章小結(jié)68-69
• 結(jié)論69-70
• 參考文獻(xiàn)70-74
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表過的學(xué)術(shù)論文74-76
• 致謝76

【參考文獻(xiàn)】

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中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 陳奇;基于分形理論的汽車變速箱齒輪接觸強(qiáng)度研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2010年

  本文關(guān)鍵詞：基于兩級(jí)行星滾柱絲杠副的關(guān)節(jié)減速器研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：316790