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精密行星摆线减速器精度特性研究

精密行星摆线减速器精度特性研究

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作者：魏晨洲中原工学院

学位级别：硕士

精密行星摆线减速器具有传动比大,结构紧凑,精度高等特点,作为工业机器人的核心部件,其性能对整机性能具有重要影响。传动误差和回差是表征精密行星摆线减速器传动精度的重要指标,分析磨损后两者的变化规律对于研究行星摆线减速器精度... 详细信息

精密行星摆线减速器具有传动比大,结构紧凑,精度高等特点,作为工业机器人的核心部件,其性能对整机性能具有重要影响。传动误差和回差是表征精密行星摆线减速器传动精度的重要指标,分析磨损后两者的变化规律对于研究行星摆线减速器精度特性尤为重要。本文针对精密行星摆线减速器内部零件磨损对其传动精度影响的问题,以精密行星摆线减速器摆线轮和针齿为研究对象,提出了一种行星摆线减速器理论分析模型,预测精密行星摆线减速器工作时间对传动精度的影响。通过行星摆线减速器虚拟样机模型验证了理论模型的准确性。通过实验对行星摆线减速器样机进行了精度退化试验,实验结果为研究行星摆线减速器精度退化过程和提高其使用寿命提供了重要参考。论文的主要研究内容如下:(1)精密行星摆线减速器三维建模与仿真分析。根据行星摆线减速器的结构特点及传动原理,Hertz弹性接触等理论,计算了行星摆线减速器转速、传动比和接触应力等关键参数,并完成行星摆线减速器减速器模型的结构设计及强度分析。验证了模型的正确性,为后续研究做铺垫。(2)精密行星摆线减速器传动误差影响因素及退化分析。通过对行星摆线减速器关键部件的误差分析,建立了行星摆线减速器动态精度动力学分析模型,分析单个误差和多个误差组合对行星摆线减速器的传动误差的影响。基于Archard磨损模型和误差模型,推导了摆线轮与针齿的磨损时间与传动误差的函数关系,得到了摆线轮与针齿的磨损时间与传动误差的关系曲线。基于ANSYS、ADAMS建立了行星摆线减速器热力学模型、静力学模型和动力学模型,对行星摆线减速器的热力学特性、静力学特性以及传动误差的精度退化进行了研究。(3)精密行星摆线减速器回差影响因素及退化分析。通过对行星摆线减速器回差灵敏度分析,建立了行星摆线减速器动态精度动力学分析模型,分析单因素误差和多误差耦合作用对行星摆线减速器的动态回差的影响。基于Archard磨损模型和误差模型,推导了摆线轮与针齿的磨损时间与回差的函数关系,得到了摆线轮与针齿的磨损时间与回差的关系曲线。基于ADAMS建立了行星摆线减速器动力学模型,对行星摆线减速器的回差精度退化进行了研究。(4)精密行星摆线减速器精度退化实验。通过某型号的卧式综合性能测量仪对服役了不同时间的行星摆线减速器样机进行了测试,研究了磨损时间对行星摆线减速器传动误差和回差的影响。通过行星摆线减速器精度退化试验,研究了行星摆线减速器传动误差和动态回差的变化规律,进一步验证了理论计算和仿真分析结果的正确性。

关键词：精密行星摆线减速器传动精度 Archard磨损模型精度退化

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