随着工业4.0的转型加速,"机器换人"的自动化改造过程逐步实施,大批量的机器人被组装代替人工劳动,而机器人最核心的关键就是机器人关节,特别是机器人关节的RV减速器。由于RV减速器有更高的刚度和更高的回转精度,一般在重负载部位放置RV减速器,而其他轻载部位,例如小臂、腕部和手臂等一般放谐波减速器,以达到合理的经济效益,但国内RV减速器主要是受传动精度的影响导致其发展缓慢,中国的RV减速器存在制造成本高,寿命低,在机器人上有明显振动,不能大批量生产的缺点,且国内RV减速器目前的生产功率一般都在10kw以内,最大能达到75kw,但是日本可以达到132kw,最大可以达到220kw,因此和国外的产品相比还有很大的差距,这就要求能快速的解决这些影响因素迫在眉睫。本文以RV-40E为研究对象,根据RV减速器传动原理,基于虚拟样机技术建立了 RV减速器传动误差虚拟样机模型,基于正交试验法分析了 RV减速器关键零件对传动误差的影响,推导出RV减速器传动误差的计算模型,编制传动误差计算软件,并开发出了传动误差测试平台,其主要内容如下:1.基于RV减速器的三种不同的使用方式,利用Pro/E建立三维装配模型,然后将模型导入ADAMS中,基于IMPACT冲击函数法进行接触仿真,得到不同使用方式下加载转矩与输出转角关系曲线,加载转矩与输出转角误差曲线,并对转角曲线和转角误差曲线进行二次插值拟合,得到转角曲线和转角误差曲线的趋势,根据曲线趋势分析不同使用方式下RV减速器的工作性能。结果表明:空载时外壳固定,输出盘输出,输入轴加载驱动时,针齿平均啮合力最小;支撑盘固定,外壳输出,输入轴加载驱动时,针齿平均啮合力最大;逐渐加载至额定转矩时,外壳固定,输出盘输出,输入轴加载驱动的使用方式转角误差最小,支撑盘固定,外壳输出,输入轴加载驱动的使用方式转角误差最大,输入轴固定,输出盘输出,外壳加载驱动的使用方式输出转角波动幅度最大。研究结果为RV减速器不同的使用方式提供了理论的指导。2.利用Pro/E进行参数化快速三维模型的建立并装配,建立了 RV-40E减速器刚体模型,然后导入到ADAMS中根据RV减速器的工作传动原理利用宏命令的方法进行虚拟样机约束,宏命令进行约束的方法改变了传统手动进行模型约束的弊端,减小了重复修改模型参数对样机进行重新约束的复杂度,研究结果为RV减速器传动误差虚拟样机的快速建立提供了一种有效可行的方法。3.基于正交试验法采用直观分析法和方差分析法比较针齿中心圆半径误差、摆线轮移距和等距修形量、偏心距误差和针齿半径误差对RV减速器传动误差的影响,建立了 RV减速器传动误差计算模型。研究结果表明针齿中心圆半径误差对RV减速器传动误差影响最大,偏心距误差对RV减速器传动误差影响最小,传动误差模型的建立为RV加速器合理分配关键零件的制造误差提供了理论的指导。4.根据RV减速器传动原理,进行传动误差的测试平台的设计,测试系统主要包括驱动系统、测试系统与负载系统等部件,根据国际通用测试RV减速器传动误差的标准,模拟RV减速器的工作工况。其中中央测控系统实时对RV减速器的传动误差进行测量,其结构主要有磁粉制动器、编码器、伺服电机、被测工件以及安装平台等组成,其中伺服电机提供驱动由伺服控制卡完成,两个编码器测试数据传送到主控机进行数据处理,绘制出实时测出的传动误差曲线。研究结果为RV减速器传动误差的理论研究提供了实际的验证,为RV减速器的检测提供了一种合理可靠的方法。5.基于QT开发RV减速器传动误差的计算界面,基本功能实现根据关键零件的制造误差实现RV减速器传动误差的快速计算,并能展示基于正交试验法所做的27次传动误差曲线,改变了传统对RV减速器传动误差理论计算繁琐的问题,能清晰展示RV减速器传动误差曲线,使其结果更加直观易懂,研究结果为RV减速器传动误差的快速计算提供了一种便捷的工具。