發(fā)布時間：2020-11-18 09:05

　　 FA傳動減速器是當(dāng)今世界上最新發(fā)展的傳動裝置，較機器人常用的諧波傳動有較高的疲勞強度、剛度和壽命，而且回差精度高；因此該種FA減速機除了普通傳動中的高承載應(yīng)用以外，在工業(yè)機器人傳動中正在得到越來越多的應(yīng)用。 由于擺線輪與針輪在嚙合傳動過程中是多齒嚙合，因此，擺線輪與各針齒之間的載荷分布較復(fù)雜。它除了受接觸變形影響外，還受制造誤差、嚙合間隙等影響。為了便于分析受力，傳統(tǒng)齒形簡化FA針擺傳動模型：不考慮摩擦因素、假定在擺線輪最大力臂處產(chǎn)生最大變形等，而實際上摩擦一定存在、在線輪最大力臂處未必有針齒存在�；谝陨霞僭O(shè)，受力分析方法的準(zhǔn)確性有待于進一步驗證。 本文在研究接觸問題的基礎(chǔ)上，采用國際上通用的非線性有限元分析軟件MSC．MARC建立了擺線輪與各受力齒接觸計算模型，首次對針齒與擺線輪齒面接觸狀態(tài)進行靜態(tài)有限元分析，得出了擺線輪與針齒之間的接觸狀態(tài)，結(jié)果證實了FA針擺傳動針齒擺線輪嚙合受力分析方法的正確性。 擺線輪的齒形修形方式不外乎有等距修形、移距修形和轉(zhuǎn)角修形三種基本修形法的組合，如何利用這些基本修形方法的優(yōu)化組合加工擺線輪，分別實現(xiàn)高承載能力或高精傳動的要求，是本文要解決的重要問題。 對無特殊要求的一般動力傳動用FA擺線針輪行星減速器，可利用優(yōu)化設(shè)計理論推導(dǎo)出“正等距+負移距”修形方法，獲得受力狀況最佳的反弓齒廓；受力分析結(jié)果表明：反弓齒廓的受力狀態(tài)最佳。 上述這種優(yōu)化修形方法對于高精傳動FA擺線針輪嚙合卻不能盡滿人意。因為，它雖然可獲得多齒嚙合，但難以實現(xiàn)間隙回差小的要求，該方法在保證所需徑向間隙條件下，不僅不可能減少由其它零件配合間隙索性超過需要的側(cè)隙，同時還會增加新的側(cè)隙。本文引用文獻對擺線針輪高精傳動修形方法研究成果，通過“負等距+正移距”優(yōu)化修形可以求出滿足預(yù)定回轉(zhuǎn)角時的修形量。 回差是指輸入軸反向轉(zhuǎn)動時，輸出軸在運動上滯后于輸入軸的現(xiàn)象�；夭畹拇嬖趯⑹箶[線針輪行星傳動中的輸入軸反轉(zhuǎn)時，輸入軸與輸出軸短時間內(nèi)失去運動聯(lián)系，造成輸出的突然中斷，從而使運動傳遞關(guān)系成為非線性。 機器人裝置的一個最重要的性能指標(biāo)是必須具有高的運動和位置精度，這樣 大連鐵道學(xué)院工學(xué)碩士學(xué)位論文 才能使機器人的工作機構(gòu)精確地達到預(yù)定的位置。由于FA減速器常用于高精傳 動中，因此，該方面的研究是非常重要的。本文主要從傳動鏈尺寸誤差入手定量 分析各項誤差因素對FA傳動回差的影響，并建立計算回差的數(shù)學(xué)模型。
【學(xué)位單位】：大連鐵道學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2004
【中圖分類】：TH132.4
【部分圖文】：

大連鐵道學(xué)院工學(xué)碩士學(xué)位論文圖2一19擺線輪有限元網(wǎng)格圖2一20針齒有限元網(wǎng)格FigZ一19FEMmeshesofe界loidFig22oFEMmeshesofneedieteeill4.在I一DEAS中化分網(wǎng)格時，為了以后在MARC軟件中操作方便，將擺線輪與針齒在工作位置上劃分好網(wǎng)格后，在X方向或Y方向離開400~。5.使用Mes靦g模塊下的APpend命令將擺線輪、針齒的平面網(wǎng)格做成一體。2.3.2.2網(wǎng)格處理由于是靜態(tài)分析，不考慮慣性力，所以這里的擺線輪與針齒的材料屬性是一致的，考慮到模型的連續(xù)性，將擺線輪與針齒分別做好組，分別定義。1.網(wǎng)格處理步驟如下:l)將I一DEAS轉(zhuǎn)化了的UNV文件輸入到M叭丑C軟件中。2)將該網(wǎng)格進行分組(Set)，分為擺線輪和針齒兩個組。3)將分離后的擺線輪和針齒網(wǎng)格檢查，然后移動到工作位置。2.在網(wǎng)格處理過程中所用的命令和技術(shù)關(guān)鍵點:1)“SweeP”命令用于銷除重復(fù)的或距離過度小的幾何或有限單元元素

2.對于針齒保證針齒殼外緣沿X、Y、Z三個方向約束。以上施加邊界條件的時候，注意防止出現(xiàn)剛體位移。具體形式如圖2一10所示:圖2一2邊界條件的施加Fig.2一22APPliedb0Un山叮conditions2.3.4材料屬性的定義由上節(jié)可知，考慮到模型的連續(xù)性，將擺線輪與針齒分別做好組，分別定義;另外，靜力分析不涉及到熱機藕合問題，所以這里和溫度相關(guān)的屬性都不需要定義。值得注意的是，在1~DEAS中默認的單位是nu刀，而在M田℃中存在兩套單位，可自行匹配。兩套單位如表2一1。表2一1Marc軟件中適用的兩套單位幾bs一IT、勺o幻Ildsof晚鉆即pliedinMarcsoftw毋裕裕庶庶為為后景景時間間mmmlnnnmNNNKgggS

第二章擺線輪齒面嚙合受力分析方法及驗證圖2一3材料屬性的定義圖2一4接觸的定義Fig.2一3Definitionofff扭teriaiProPer’tiesFig.2一4Definitionofcolltact各材料屬性如表2一2所示:表2一材料屬性數(shù)值幾b.2一valueofinatenalproPertles彈性模量泊松比質(zhì)量密度擺線輪針齒2.068E5(洲[Pa)2.068E5(N[Pa)0.290.297.854e一6(7.854e一6(注:靜態(tài)分析并不考慮質(zhì)量密度，材料屬性數(shù)值可不輸入。2.3.5接觸體的定義接觸是一個邊界條件高度非線性的復(fù)雜問題，如果不定義接觸體，軟件將默認每個節(jié)點都有可能與其它節(jié)點接觸，這將大大增加計算時間，而這卻是毫無用處的，所以計算之前一定要定義接觸體，排除那些可能永遠不會接觸的節(jié)點。在定義接觸體時，應(yīng)注意接觸體定義的順序關(guān)系。擺線輪與針齒的多齒接觸定義如圖2一24。實際上這是一個多部位接觸的問題，由于擺線針輪傳動中擺線輪最多只有一半齒接觸，，故取三處接觸區(qū)域(見如圖2一n右圖兩體接觸網(wǎng)格密集區(qū))。接觸單元數(shù)量為2382
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本文編號：2888554