关键词:
刚度
固有频率
模态
时域响应
传动误差
摘要:
减速器作为工业机器人中最重要的基础零部件,其性能直接影响到机器人的功能。正弦曲线行星齿轮减速器具有传动比大、传动效率高、重量轻和结构紧凑的优点,特别适于轻量化机械臂驱动。良好的动力学特性是减速器正常工作的关键,因此有必要研究该种减速器的动力学特性。对该种减速器在刚度、自由振动、强迫振动以及参数振动等方面进行了研究,进行了样机结构设计、加工装配与传动误差测试实验。主要内容如下:
根据Hertz理论建立了正弦行星齿轮减速器啮合副和滚动轴承接触点的接触变形分析模型,对正弦齿轮的轮齿接触变形和轴承滚动体接触变形进行了分析,推导出减速器啮合刚度和轴承刚度计算公式,分析了啮合刚度和轴承刚度随主要设计参数的变化规律。
分别建立了单行星轮和双行星轮结构正弦行星减速器的动力学模型,推导出单行星轮和双行星轮结构减速器的动力学方程,分析了减速器自由振动特性,研究了结构参数对减速器固有频率的影响规律。
推导了正弦曲线行星齿轮减速器在外加激振力作用下的强迫振动方程,对强迫振动下系统的时域响应进行了分析;推导了传动系统在啮合刚度激励下的参数振动方程,对参数激励下减速器的时域响应进行了分析;证明了正弦齿廓齿轮相对于渐开线齿廓齿轮在动态性能上的优越性。
完成了正弦曲线行星齿轮减速器的结构设计和三维建模,加工出减速器实体样机,建立了传动误差测试实验台并对减速器样机进行了传动误差测试实验,基于实验结果对样机进行了三次结构优化,有效降低了减速器的传动误差。