基于兩級行星滾柱絲杠副的關(guān)節(jié)減速器研究.pdf

1、隨著工業(yè)機(jī)器人需求不斷提高，研究一款高效率、低成本、結(jié)構(gòu)簡單的關(guān)節(jié)減速器對實現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人國產(chǎn)化具有重大意義。本文研究并設(shè)計了一種工業(yè)機(jī)器人用新型關(guān)節(jié)減速器，根據(jù)行星滾柱絲杠的大推力、高精度、高頻響和長壽命等特點，依據(jù)減速器結(jié)構(gòu)參數(shù)對其傳動狀態(tài)、接觸剛度、傳動效率、均載特性等關(guān)鍵性能進(jìn)行了建模和分析，并建立了虛擬樣機(jī)模型，驗證了設(shè)計方案的合理性。
　　本文分析了新型減速器性能指標(biāo)和工作原理，并確定了對稱式結(jié)構(gòu)設(shè)計方案；根據(jù)減速器性能

2、指標(biāo)，分析并建立了減速器各構(gòu)件的參數(shù)化設(shè)計模型。利用行星輪系反轉(zhuǎn)法，結(jié)合行星滾柱絲杠傳動特點，分析了減速器各主要工作構(gòu)件之間的運動關(guān)系，推導(dǎo)出新型減速器的通用傳動比設(shè)計公式，該傳動比與輸入絲杠導(dǎo)程、中間螺母導(dǎo)程、二級螺母導(dǎo)程、一級滾柱與輸入絲杠螺紋中徑比及二級滾柱與中間螺母外螺紋中徑比等參數(shù)有關(guān)；討論了滾柱與絲杠之間不存在滑動和存在滑動兩種情況對減速器傳動的影響。通過空間直角坐標(biāo)系描述絲杠與滾柱、滾柱與螺母之間接觸點的位置和速度，建立了

3、運動學(xué)分析模型，分析了考慮彈性變形時接觸點處的滑動速度，獲得兩構(gòu)件接觸傳動過程中的滑動狀態(tài)。結(jié)合傳統(tǒng)Hertz彈性接觸理論和M-B分形模型，重新構(gòu)造了表面接觸系數(shù)，建立了螺旋副粗糙曲面接觸力學(xué)模型，并通過螺旋副接觸點處的受力分析，建立了減速器軸向接觸剛度模型，為該新型減速器剛度評估提供了一種數(shù)學(xué)方法；分析了減速器工作過程中能量損失原因，以滾柱自旋滑動引起的摩擦力矩近似作為總摩擦力矩建立了新型減速器的傳動效率估算模型，通過適當(dāng)增加螺旋升角