Проектирование цевочной передачи с модифицированным профилем зуба колеса
Методом инверсии вывести уравнение циклоидального профиля зуба с учетом фактора модификации профиля, на основе принципа зацепления шестерни, найти метод модификации циклоидального профиля зуба, который сможет минимизировать погрешность мёртвого хода механизма путем компенсирования отклонения размеров деталей с помощью модификации профиля зуба. На основе созданных моделей конечных элементов провела имитированное статическое исследование.
Методом инверсии вывести уравнение циклоидального профиля зуба с
учетом фактора модификации профиля, на основе принципа зацепления
шестерни, создать модель анализа погрешности мёртвого хода привода с
циклоидальным цевочным зацеплением с учетом фактора модификации
циклоидальной шестерни и погрешности обработки деталей и узлов, чтобы
заложить теоретическую основу для анализа влияния объема модификации
профиля зуба и допусков размеров на возвратную разность привода с
циклоидальным цевочным зацеплением.
Анализировать закономерность влияния отклонения размера типичных
деталей на циклоидальный профиль зуба, на основе идеи компенсации
погрешности, найти метод модификации циклоидального профиля зуба,
который сможет минимизировать погрешность мёртвого хода механизма
путем компенсирования отклонения размеров деталей с помощью
модификации профиля зуба, что позволяет предлагать новый подход к
воссозданию формы циклоидального профиля зуба.
Данная работа также изложила стратегию моделирования конечных
элементов редуктора RV на основе ANSYS Workbench, подробно обсудила
методы моделирования типичных сборочных соединений, в том числе
планетарной зубчатой пары с эвольвентой, поворотной пары подшипника и
циклоидального цевочного контакта и т.д. На основе созданных моделей
конечных элементов провела имитированное статическое исследование
целого устройства, что позволяет представить справки для изучения
структуры целого редуктора RV.
РАЗДЕЛ 1 ПРЕДИСЛОВИЕ
1.1. ФОН И ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕМЫ
Наряду с расцветанием современных индустрий бурно развивается
отрасль промышленных роботов, которые уже нашли широкое применение по
миру. Промышленная робототехника позволяет сэкономить значительные
людские и материальные ресурсы, что способствует развитию таких отраслей,
как автомобильная промышленность, инженерная техника, рельсовый
транспорт, электротехника, электроника, оборудование IC, военная
промышленность, авиация и т.д. В структуре промышленных роботов привод
их суставов является важным звеном обеспечения работоспособности
промышленных роботов. Качество и свойства суставной части
непосредственно влияют на результаты работ. Редуктор RV является новым
типом редукторов, широко применяющихся в приводах суставов
промышленных роботов. Поэтому исследование и анализ редуктора RV будут
значительно стимулировать развитию промышленной робототехники.
Проектирование редуктора RV включает целый процесс от
определения геометрических параметров, конструирования, до разработки
технологического допуска на размеры. В связи с взаимодействием обеих
ступеней механизма переключения скоростей редуктора, при выборе их
геометрических параметров, следует учесть взаимное ограничение между
ними, и влияние на передаточные характеристики редуктора и точность
обработки и изготовления редуктора. Тем не менее, редуктор RV содержит в
себя много ключевых деталей и узлов, конструкция которых влияет на
характеристики редуктора. Все это требует провести целенаправленное
исследование разработки параметров и конструирования редуктора RV.
В узлах суставов крупных интеллектуальных роботов в
промышленной области, как правило, применяются два типа редукторов:
волновой редуктор и редуктор RV. Волновой редуктор передает крутящий
момент и движение с помощью упругой волны, образованной сжатием
гибкого элемента, отличается компактностью, стабильной передаточной
функцией, высоким передаточным числом и высокой эффективностью. Но он
передает усилия путем деформации гибкого элемента, что обусловливает
чрезмерные податливость и зазор в процессе работы, поэтому он имеет такие
недостатки, как низкую жесткость, большую возвратную разность и низкую
точность. Редуктор RV представляет собой закрытую зубчатую приводную
систему, состоящую из пары эвольвентных зубчатых колес и пары
циклоидальных зубчатых колес на основе механизма с циклоидальным
цевочным зацеплением. Данная редукционная система применяет
структурную компоновку с совместным использованием вала кривошипа и
применением водила планетарной передачи, преодолевая недостатки
изнашивания циклоидального профиля зубьев и низкого срока службы
приводного механизма с циклоидальным цевочным зацеплением. На рис.1-1
(а) и (б) показаны конструктивные схемы волнового редуктора и редуктора
RV соответственно.
[1]Ли Жуйфэн. «Стратегия развития промышленной робототехники в
Китае» [J]. Техника авиастроительства,2010, 9:31-37.
[2]Лян Сичан, Люй Хунчжань. «Инновационное исследование по
классификации редукторов» [J] Вестник машиноведения,2011,47 (7):1-7.
[3]Ван Тяньмяо, Тао Юн. «Нынешнее состояние промышленной
робототехники и стратегия промышленного развития в нашей стране» [J]
Вестник машиноведения, 2014,50 (9):1-13.
[4]Цао Вэньсян, Фэн Сюэмэй. «Нынешнее состояние исследования и
тенденцииразвитияпромышленнойробототехники»[J]Вестник
машиноведения, 2011,49 (558):41-43.
[5]Hsieh C F.Dynamics analysis of cycloidal speed reducers with pin wheel
andnonpinwheel designs [J].Journal of Mechanical Design, 2014, 136(9): 1-16.
[6]Hsieh C F.Traditional versus improved designs for cycloidal speed
reducers with a small tooth difference: The effect on dynamics [J]. Mechanism and
MachineTheory, 2015, 86:15-35.
[7]Meng Y H, Wu C L.Mathematical modeling of the transmission
performance of 2K-H pin cycloid planetary mechanism. Mechanism and Machine
Theory, 2007, 42(7):776-790.
[8] Хэ Вэйдун, Ли Лисин «Оптимальный новый профиль для
циклоидального колеса в редукторе RV с высокой точностью для роботов [J]
Вестник машиноведения, 2000,36 (3):51-55.
[9]Guan T M, Shi C.Force analysis considering manufacture error of
thepin-hole-output mechanism in cycloid drive [J]. Chinese Journal of
MechanicalEngineering, 2002, 15(2): 142-144.
[10] Гуань Тьяньминь, Чжан Дуншэн «Исследование и оптимизация
обратно-вогнутогопрофиляпланетарнойпередачис
циклоидально-цевочным зацплением» [J] Вестник машиноведения, 2005,41
(1):151-156.
[11] Гуань Тьяньминь, «Метод определения оптимального объема
модификации циклоидального профиля зубьев в планетарной передаче с
циклоидально-цевочнымзацплением»[J]Китайскоемашиностроение,
2002,13 (10):811-815.
[12]Chen B K, Hui Z.Generation and investigation of a new cycloid drive
withdouble contact [J]. Mechanism and Machine Theory, 2012, 49(4): 270-283
[13]Liu Y H, YiJH. Study on teeth profile modification of cycloidreducer
basedonnon-Hertzelasticcontactanalysis[J].MechanicsResearch
Communications.2013, 48:87-92.
[14]Lin W S, Shih Y P,Lee J J. Design of a two-stage cycloidal gear reducer
with tooth modifications [J]. Mechanism and Machine Theory, 2014, 79: 184-197.
[15] Юй Лэй. «Исследование модификации циклоидального колеса
редуктора RV с высокой точностью» [D] Тяньцзинь: Тяньцзиньский
университет, диссертация на звание магистра, 2012.
[16] Цзяо Вэньжуй, Кон Циньхуа, Сун Дэчао и т.д. «Исследование
модификации циклоидального профиля зубьев методом шлифования» [J]
Китайское машиностроение, 2009,20 (22):2676-2679.
[17] LIANG Shunke. SONG Lei.Analysis of the R V reducer Key Structure
Based on Finite Element Method. —Mechanism and Machine Theory,2019. —14
с.
[18] Чэнь Чжэньюй. «Моделирование погрешности редуктора RV и
модификацияциклоидальногопрофилязубьев»[D]Тяньцзинь:
Тяньцзиньский университет, диссертация на звание магистра, 2014.
[19] Yali Yi. Расчет параметров профиля зубьев и анализ передаточных
свойств внешней генерирующей волны передача подвижных зубьев.
—М.: «Машиностроение», 2011. — 6 с.
[20] Лю Цзиянь, Цуй Чжэнъюнь, Сунь Тао, «Обзор исследования
точностипередачиредуктораRV»[J]Вестниктяньцзиньского
профессионально-технического педагогического института,1998,12:1-3,19.
[21]Blanche J.G., Yang D.C.H.Cycloid drives with machining tolerances
[U].ASME J.Mech. Des.,1989, 111: 337-344.
[22] Чжан Иньхуэй, Сяо Цзюньцзюнь, Хэ вэйдун. «Расчет жесткости
зацепления циклоидальной передачи редуктора RV для роботов» [J]. Вестник
даляньского университета коммуникаций, 2010,31 (2):20-23.
[23] Park J S. Stiffness and error analysis of the cycloid drive [D]. Korea:
Seoul National University, 2006.
[24] Ван Ган, Го Маолинь. «Жесткость авиакосмического подшипника
качения» [J] Вестник харбинского промышленного университета, 2001, 33
(5):644-650.
[25] Xu LX,Li Y G.An approach for calculating the dynamic load of deep
groove ball bearing joints in planarmultibody systems [J]. Nonlinear Dynamics,
2012, 70(3):2145-2161.
[26] Kim K H, Lee C S, Ahn HJ. Torsional rigidity of a cycloid drive
considering finite bearing and hertz contact stiffness[C]. Proceeding of the ASME
2009 International Design Engineering Technical Conferences & Computers
andInformation in Engineering Conference, 2009: 1-6.
[27] Ян Юйху, Чжу Линьюй, Чэнь Чжэньюй и т.д. «Анализ
характеристикижесткостикрученияредуктораRV»[J]Вестник
тяньцзиньского университета, 2015,48 (2):111-118.
[28] Butunoi P A,Stan G,Ungureanu A L. Research regarding improvement
oftorsional stiffness for planetary speed reducers used in the actuation of
industrialrobots [J].Applied Mechanics and Materials, Trans Tech Publications,
2015,809:718-723.
[29] Не Суньхуай, Янь Хо «Анализ и расчет жесткости кручения
выходногомеханизмаредуктораRV»[J]Механическийпроекти
исследование, 2014, 4:013.
[30] Ван Гуанцзянь, Цюань Юнцзюнь. «Точный расчет жесткости
крученияточногозубчатогоредуктора»[J].Вестникчунцинского
политехническогоуниверситета:версияестественныхнаук,2015,29
(10):34-38.
[31] Бу Чжунхун, Лю Гэн, У Лиянь. «Прогрессирование исследования
динамики планетарной передачи» [J].Вибрация и удар,2010,29 (9):161-166
[32]УШицзин,ЭэньХуэй,ЧжуЭньюн.«Прогрессирование
исследованиядинамикисистемыпланетарнойпередачи»[J].Вестник
уханьского университета, 2010,43 (3):398-403.
[33] Чю Синхуэй, Хань Цинцо, Чу Фулэй. «Обзор исследования
динамики системы планетарной передачи ветроэнергетического агрегата» [J]
Вестник машиноведения, 2014,50 (11):23-36.
[34] Lin J, Parker R G. Analytical characterization of the unique properties of
planetary gear free vibration [J].Journan or tiioaf olanetary gears with an elastic
continuum.
[35] Wu X, Parker R G. Modal properties of planetary gears with an elastic
continuum ring gear [J].Journal of Applied Mechanics, 2008, 75(3): 519-525.
[36] Kahraman A.Planetary gear train dynamics [J].Journal of Mechanical
Design.1994, 116(3): 713-720.
[37]Eritenel T,Parker R G. Modal properties of three-dimensional helical
planetary gears [J].Journalof Sound and Vibration, 2009,325:397-420.
[38] Zhang Y H, Xiao J J, He W D. Dynamical formulation and analysis of
RV reducer[C].Engineering Computation, 2009 ICEC’09.International Conference
on IEEE,2009: 201-204.
[39] N 197-ФЗ “Трудовой кодекс Российской Федерации.
[40] ГОСТ 12.4.15485 “ССБТ. Устройства, экранирующие для
защиты от электрических полей промышленной частоты
искусственному и совмещенному освещению жилых и
общественных зданий.
[41] СН 2.2.4/2.1.8.56296. Шум на рабочих местах, в помещениях
жилых, общественных зданий и на территории жилой застройк.
[42] ГОСТ 12.4.12383. Средства коллективной защиты от
инфракрасных излучений. Общие технические требования.
[43] ГОСТ Р 12.1.0192009. Электробезопасность. Общие требови
и номенклатура видов защиты.
[44]ГОСТ 12.1.03081. Электробезопасность. Защитное заземление.
[45]ГОСТ 12.1.00491. Пожарная безопасность. Общие требования.
[46]ГОСТ 12.2.03778. Техника пожарная. Требования безопасности.
Раздел ВКР на иностранном языке
Designing a lantern drive with a modified wheel tooth profile
Студент:
Последние выполненные заказы
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!