工业机器人RV减速器动态特性分析

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RV减速器具有体积小、传动比大、重量轻、承载能力大、刚度大、传动精度及传动效率高特点,广泛应用于工业机器人、数控机床、雷达等精密机械传动领域。本文选取RV减速器为工业机器人关节用的减速器,它是保证机器人关节处能实现变速的关键部件,也是机器人技术里面制约我国机器人发展的三大技术之一。市场上常见的运用在机器人关节处的RV大多数都是国外产品,主要生产国为日本。国内对RV减速器的研究还处于试验阶段,并没有达到产业化的要求,其性能也达不到所需的要求。故对RV减速器动态特性的研究是很有必要的。本文根据机器人关节用RV减速器实物对各个零部进行测绘和相关技术手册的查阅,得到基本尺寸和技术要求,然后进行三维建模。再根据RV减速器中零部件之间的约束和配合关系进行装配。结合RV减速器的传动原理和主要部件摆线轮齿廓形成方法的理论分析。将得到的模型进行合理地简化后,运用ADAMS软件,配置各零件之间的约束关系等条件,建立RV减速器的动力学模型。运用单一参数分析法探究主要设计参数对RV减速器动力学性能的影响。即分析摆线轮齿数、短幅系数、针齿中心分布圆半径、摆线轮分布圆半径、针齿半径、偏心轴(转臂)偏心距、偏心轴直径等关键设计参数对其的影响。采用单因素分析法探究各主要设计参数对RV减速器的影响时,落脚点为分析它们的变化对针齿与摆线轮啮合的啮合力的影响。运用MATLAB对得到的数据进行处理,分析其影响规律。振动直接影响RV减速器的传动精度。本文运用单一因素法,得到不同参数下RV减速器的每级减速机构中所研究零件的质量中心在其X,Y方向上的位移响应图,再根据得到的位移波动图,直观地分析振动情况。探究单一参数对RV减速器的振动影响,主要考虑的因素有针齿中心分布圆半径、针齿半径、摆线轮齿数。随后为了进一步研究RV减速器的振动,从数学理论的角度出发,建立RV减速器的振动模型。探究参数对RV减速器动态特性的影响,主要从动力学和振动两个方面进行虚拟样机分析。探究结构参数对动力学特性的影响,主要考虑是摆线轮与针齿轮的啮合力。分析改变单一结构参数对RV减速器振动的影响,进行振动的相关探究,找出减小振动的方法。本文运用虚拟样机进行振动的研究,是对RV减速器振动研究的补充,对后续虚拟样机在分析动态特性方面的研究提供参考。本文也提供了一种相对复杂的机构模型振动方程的建立方法,同时也为RV减速器在数学模型的理论研究中打下来基础,具有一定的借鉴意义。
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