簡(jiǎn)介：隨著我國(guó)海洋貿(mào)易的發(fā)展各類大型裝備日漸增多這就對(duì)用于港口吊裝的起重機(jī)提出了承載能力大、可靠性高、振動(dòng)小、噪聲低、重量輕、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)等要求而減速器作為起重機(jī)的主要部件對(duì)起重機(jī)的綜合性能有著至關(guān)重要的作用。當(dāng)前的大型港口起重機(jī)減速器普遍存在著功率密度低、動(dòng)態(tài)性能差等主要問題。因此開展起重機(jī)俯仰減速器動(dòng)態(tài)響應(yīng)仿真、輻射噪聲預(yù)估以及動(dòng)力學(xué)性能優(yōu)化研究對(duì)解決減速器減振降噪問題具有重要理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。本文課題來(lái)源于“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目以起重機(jī)俯仰減速器為研究對(duì)象建立齒輪系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)有限元及邊界元模型分析減速器的振動(dòng)響應(yīng)及輻射噪聲通過(guò)減速器聲結(jié)構(gòu)靈敏度分析建立減速器動(dòng)力響應(yīng)多目標(biāo)優(yōu)化模型尋求減速器最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)。本文主要研究工作如下①確定由剛度激勵(lì)、誤差激勵(lì)和嚙合沖擊激勵(lì)組成的內(nèi)部激勵(lì)和由轉(zhuǎn)矩波動(dòng)引起的外部激勵(lì)借助ANSYS軟件構(gòu)建減速器多體動(dòng)力有限元分析模型采用分塊LANCZOS法進(jìn)行模態(tài)分析得出減速器的固有頻率及固有振型利用模態(tài)疊加法求解減速器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)得到振動(dòng)位移、振動(dòng)速度及振動(dòng)加速度。②提取箱體外表面上所有節(jié)點(diǎn)時(shí)域振動(dòng)位移經(jīng)傅立葉變換轉(zhuǎn)換成頻域響應(yīng)以此為邊界條件在SYSNOISE軟件中建立箱體聲學(xué)邊界元分析模型采用直接邊界元法進(jìn)行輻射噪聲預(yù)估得到箱體表面聲壓及外聲場(chǎng)輻射噪聲。③以減速器箱體各焊接板壁厚和材料的彈性模量為結(jié)構(gòu)參量以外聲場(chǎng)場(chǎng)點(diǎn)聲壓為聲學(xué)參量通過(guò)求解箱體特征值靈敏度和聲傳遞向量構(gòu)建起重機(jī)俯仰減速器聲結(jié)構(gòu)靈敏度分析模型求得箱體振動(dòng)和各場(chǎng)點(diǎn)聲壓對(duì)結(jié)構(gòu)參量的靈敏度以指導(dǎo)減速器動(dòng)力優(yōu)化設(shè)計(jì)變量的選取。④以對(duì)減速器箱體表面速度影響較大的參量為設(shè)計(jì)變量箱體應(yīng)力、位移和體積為約束條件箱體振動(dòng)狀態(tài)為目標(biāo)函數(shù)構(gòu)建俯仰減速器多目標(biāo)動(dòng)力優(yōu)化模型采用零階優(yōu)化和一階優(yōu)化相結(jié)合的優(yōu)化方法求解設(shè)計(jì)變量最優(yōu)解并對(duì)優(yōu)化后減速器的靜強(qiáng)度及振動(dòng)特性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

簡(jiǎn)介：全日制碩士學(xué)位論文磁場(chǎng)調(diào)制型永磁減速器基礎(chǔ)研究磁場(chǎng)調(diào)制型永磁減速器基礎(chǔ)研究BASICRESEARCHONFIELDMODULATEDPERMANENTMAGICREDUCER申請(qǐng)人姓名肖磊指導(dǎo)教師張海教授學(xué)位類別工學(xué)碩士專業(yè)名稱機(jī)械工程研究方向現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法河南理工大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院河南理工大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院二○一四二○一四年六年六月中圖分類號(hào)中圖分類號(hào)TM3599密級(jí)級(jí)公開公開UDC單位代碼單位代碼10460磁場(chǎng)調(diào)制型永磁減速器基礎(chǔ)研究BASICRESEARCHONFIELDMODULATEDPERMANENTMAGICREDUCER申請(qǐng)人姓名申請(qǐng)人姓名肖磊申請(qǐng)學(xué)位申請(qǐng)學(xué)位工學(xué)碩士工學(xué)碩士學(xué)科專業(yè)學(xué)科專業(yè)機(jī)械機(jī)械工程工程研究方向研究方向現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法方法導(dǎo)師導(dǎo)師張海職稱職稱教授提交日期提交日期201404答辯日期答辯日期201406河南理工大學(xué)

簡(jiǎn)介：RV減速器作為工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)處使用的一種新型減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，與傳統(tǒng)諧波減速器相比，在高精度傳動(dòng)領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)日趨明顯，發(fā)展前景廣闊。但是我國(guó)對(duì)于RV減速器的研究起步較晚，所研制的減速器總體性能與國(guó)外同類產(chǎn)品相比存在一定差距，并且沒有形成批量化、產(chǎn)業(yè)化的生產(chǎn)能力。本文基于國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃863計(jì)劃項(xiàng)目“機(jī)器人RV減速器研制及應(yīng)用示范”的要求，對(duì)RV減速器的質(zhì)量控制進(jìn)行研究。主要工作和成果如下1開展RV減速器的產(chǎn)品與工藝分析。提出結(jié)合使用質(zhì)量機(jī)能展開與田口方法，在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段進(jìn)行質(zhì)量控制，提升RV減速器產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量。2基于QFD的RV減速器設(shè)計(jì)質(zhì)量分析。從顧客需求調(diào)研出發(fā)，量化顧客需求與產(chǎn)品特性間的關(guān)系，評(píng)估產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力與技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力，構(gòu)建產(chǎn)品規(guī)劃質(zhì)量屋，確定出顧客滿意的RV減速器產(chǎn)品目標(biāo)性能設(shè)計(jì)方案，為現(xiàn)階段的產(chǎn)品設(shè)計(jì)及后續(xù)質(zhì)量改進(jìn)指明方向。3基于田口方法的RV減速器傳動(dòng)精度改善。針對(duì)顧客最關(guān)注的傳動(dòng)精度，應(yīng)用田口方法研究核心零部件的制造誤差對(duì)傳動(dòng)誤差的影響，得到主次影響因素與最優(yōu)的零部件參數(shù)取值組合，成功改善產(chǎn)品的傳動(dòng)誤差指標(biāo)。4基于QFD的RV減速器制造質(zhì)量分析。將產(chǎn)品繼續(xù)向零件配置、工藝規(guī)劃和生產(chǎn)控制展開，分析減速器對(duì)零件特性的要求及零件工藝過(guò)程中應(yīng)重點(diǎn)管控的關(guān)鍵工序，并提出相應(yīng)的質(zhì)量控制措施。由于整個(gè)研究過(guò)程中涉及產(chǎn)品、工藝、改進(jìn)、控制等諸多內(nèi)容，不少細(xì)節(jié)有待深入改善，希望本文對(duì)提高我國(guó)在RV精密減速器領(lǐng)域的設(shè)計(jì)及制造水平，打破RV減速器完全依賴進(jìn)口的局面，實(shí)現(xiàn)我國(guó)RV減速器產(chǎn)品批量化生產(chǎn)有所幫助。

簡(jiǎn)介：點(diǎn)擊查看更多三環(huán)式內(nèi)平動(dòng)齒輪減速器性能測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)與研究.pdf精彩內(nèi)容。

簡(jiǎn)介：減速器在現(xiàn)代生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。齒輪箱作為減速器的重要構(gòu)件，起到支承和減震等重要作用，因此對(duì)齒輪箱的結(jié)構(gòu)性能要求較高。為實(shí)現(xiàn)齒輪箱使用材料少，總體質(zhì)量低，強(qiáng)度、剛度高，低階固有頻率高，必須對(duì)齒輪箱進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。本文針對(duì)HJ2864型減速器，使用有限元方法和拓?fù)鋬?yōu)化方法對(duì)齒輪箱進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)。具體內(nèi)如下首先，對(duì)減速器進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，得到齒輪輪系的構(gòu)型和結(jié)構(gòu)參數(shù)析齒輪箱的典型工作狀態(tài)，并據(jù)此對(duì)齒輪箱進(jìn)行受力分析。通過(guò)對(duì)齒輪箱工作狀態(tài)和約束形式的分析，確定齒輪箱的邊界條件，并據(jù)此建立齒輪箱有限元分析模型。其次，對(duì)齒輪箱有限元模型進(jìn)行靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)計(jì)算。根據(jù)所得結(jié)果分析齒輪箱的結(jié)構(gòu)薄弱位置，并初步給出結(jié)構(gòu)改進(jìn)的方案和建議。再次，建立齒輪箱物理模型并導(dǎo)入HYPERMESH軟件進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)。通過(guò)設(shè)定不同的優(yōu)化目標(biāo)得到幾種優(yōu)化結(jié)果，并根據(jù)結(jié)果建立齒輪箱的概念模型。最后，根據(jù)以上計(jì)算和分析結(jié)果得到最終齒輪箱的筋板布置位置和相應(yīng)的尺寸。經(jīng)精細(xì)化設(shè)計(jì)得到最終齒輪箱優(yōu)化模型。對(duì)模型進(jìn)行有限元受力分析，得到結(jié)構(gòu)性能參數(shù)并與原模型對(duì)比，評(píng)價(jià)此次對(duì)齒輪箱的結(jié)構(gòu)改進(jìn)成果。改進(jìn)結(jié)果表明，齒輪箱質(zhì)量減小5％，靜動(dòng)力學(xué)性能提高50％左右。本文以HJ2864型減速器齒輪箱為例，針對(duì)所有平行軸線螺栓固定的定軸齒輪箱，總結(jié)出齒輪箱結(jié)構(gòu)優(yōu)化的基本設(shè)計(jì)流程。此設(shè)計(jì)方法對(duì)今后齒輪箱類的支撐構(gòu)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有很高的參考價(jià)值。

簡(jiǎn)介：隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程的推進(jìn)，以及交通、水利等基礎(chǔ)建設(shè)的蓬勃發(fā)展，特別是城市建設(shè)對(duì)于地下道路交通的巨大需求，隧道掘進(jìn)裝備和技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)對(duì)于隧道掘進(jìn)機(jī)和關(guān)鍵技術(shù)的研究進(jìn)一步加強(qiáng)，作為硬巖掘進(jìn)機(jī)TBM刀盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵部件的減速器，面臨著空間受限、大傳動(dòng)比、高傳遞效率及強(qiáng)承載能力的技術(shù)要求。因此設(shè)計(jì)一種符合以上要求并具備良好的動(dòng)態(tài)特性的減速器顯得尤其重要。本文利用結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化的方法，建立了從基本結(jié)構(gòu)、拓?fù)溲莼⒕C合判定、拓?fù)浞囱莸酵負(fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)化選擇的完整設(shè)計(jì)優(yōu)化流程，并建立了減速器結(jié)構(gòu)鍵合圖模型，分析了減速器系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性并研究主要參數(shù)影響規(guī)律。主要研究?jī)?nèi)容如下1介紹基于功能離散法的周轉(zhuǎn)輪系拓?fù)鋬?yōu)化理論及方法，建立從結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)、拓?fù)溲莼?、綜合判定、拓?fù)浞囱莸酵負(fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)化選擇的完整設(shè)計(jì)優(yōu)化流程，完善一種行星輪系結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化的方法。2設(shè)定齒輪個(gè)數(shù)、自由度等的參數(shù)約束條件，引入同構(gòu)判定、封閉功率流判定、最短路徑判定的方法，通過(guò)對(duì)行星齒輪典型結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)特性研究，確定了周轉(zhuǎn)輪系拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)選方案及反演形式并以受限空間下，實(shí)現(xiàn)大傳動(dòng)比、高傳遞效率、高承載能力為目標(biāo)，確定TBM減速器結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方案。3TBM驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的布局方案的設(shè)定，減速器一級(jí)行星輪系加封閉式行星傳動(dòng)形式的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的分析，公共大齒圈輸出增強(qiáng)了承載能力以體積最小為優(yōu)化目標(biāo)，建立了一系列的約束條件，包含配齒約束、疲勞強(qiáng)度約束、幾何約束等，利用MATLAB作為優(yōu)化求解工具，最后得到減速器行星輪系的優(yōu)化參數(shù)。4鍵合圖基本理論的介紹，建立單個(gè)齒輪對(duì)的鍵合圖模型，推導(dǎo)出它的狀態(tài)方程，明確系統(tǒng)中重要參數(shù)摩擦力、傳遞誤差、嚙合剛度、嚙合阻尼的選取及其在鍵合圖模型中的表示形式，為后續(xù)建立行星輪系及整個(gè)減速系統(tǒng)的鍵合圖模型打下了理論基礎(chǔ)。5依據(jù)減速器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將其分成行星輪系和封閉結(jié)構(gòu)兩個(gè)部分，為了分析的簡(jiǎn)便和準(zhǔn)確，對(duì)兩部分分別建立鍵合圖模型為了研究各個(gè)因素是否會(huì)對(duì)系統(tǒng)的響應(yīng)產(chǎn)生影響，建立了分別考慮不同參數(shù)的模型并進(jìn)行比較最后建立減速器完整的鍵合圖模型，對(duì)于關(guān)鍵因素，通過(guò)選取不同的參數(shù)值來(lái)研究其對(duì)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性的影響規(guī)律，為減速器系數(shù)的選取及優(yōu)化提供理論支持。

簡(jiǎn)介：隨著中國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，減速器作為應(yīng)用最廣泛的傳動(dòng)裝置，其行業(yè)發(fā)展也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。在經(jīng)濟(jì)全球化的趨勢(shì)下，減速器生產(chǎn)企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)由原先的產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)技術(shù)方面的競(jìng)爭(zhēng)正逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槠放频母?jìng)爭(zhēng)。只有打造知名的減速器民族品牌，才能使我國(guó)減速器生產(chǎn)企業(yè)在日趨激烈地全球市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占有一席之地。箱體作為減速器的重要零件，不僅對(duì)其內(nèi)部傳動(dòng)零件起到容納、支撐的作用，而且是企業(yè)品牌形象傳達(dá)給消費(fèi)者的載體，樹立良好品牌形象有助于提高企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力；提高消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品認(rèn)可度；增加產(chǎn)品的附加值。因此有必要對(duì)品牌因素驅(qū)動(dòng)下的減速器箱體造型方法進(jìn)行研究，主要工作如下在對(duì)減速器進(jìn)行齒輪傳動(dòng)和箱體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析的基礎(chǔ)上，從產(chǎn)品形象和品牌形象統(tǒng)一性塑造的角度把減速器箱體劃分為功能特征、基本特征、附加特征和品牌特征等四大類，并分別探討了這四大類特征的劃分和提取方法。將品牌因素驅(qū)動(dòng)下的產(chǎn)品家族化設(shè)計(jì)方法引入到減速器箱體產(chǎn)品族的設(shè)計(jì)中。歸納了家族化設(shè)計(jì)中的統(tǒng)一性與差異化時(shí)應(yīng)注意的問題；研究了家族化特征與產(chǎn)品識(shí)別的邏輯關(guān)系；構(gòu)建了減速器箱體家族化特征的遺傳與變異模型，研究了影響箱體特征的遺傳和變異因素；分析并探索了通過(guò)特征線、色彩等方式表達(dá)減速器箱體家族化特征的方法。以PROE為平臺(tái)、PROTOOLKIT為工具，構(gòu)建了面向品牌特征的減速器箱體造型系統(tǒng)，以便于箱體的特征造型，提高三維造型的效率。對(duì)箱體特征造型系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)；在此前特征劃分的基礎(chǔ)上，研究了減速器箱體特征單元的編碼方法；探討了減速器箱體基本特征、軸承座特征、蓋板特征等特征庫(kù)的構(gòu)建方法。

簡(jiǎn)介：隨著工業(yè)機(jī)器人行業(yè)迅速發(fā)展，國(guó)內(nèi)對(duì)工業(yè)機(jī)器人的需求量大規(guī)模增加，RV減速器作為工業(yè)機(jī)器人的核心部件之一，國(guó)內(nèi)對(duì)RV減速器的需求量也急劇增加。在此背景下，本文研究原型是國(guó)內(nèi)一上市公司，公司投入大量人力、物力，自主研發(fā)了RV減速器，并想實(shí)現(xiàn)其批量化生產(chǎn)。實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)需要完成RV減速器的生產(chǎn)布局設(shè)計(jì)，生產(chǎn)布局設(shè)計(jì)對(duì)RV減速器的質(zhì)量和生產(chǎn)成本具有較大影響。本文針對(duì)年產(chǎn)1萬(wàn)臺(tái)RV減速器的生產(chǎn)布局進(jìn)行研究，首先，在總結(jié)歸納了傳統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)施布置方法的優(yōu)缺點(diǎn)基礎(chǔ)上，主要針對(duì)物流分析問題，提出了一種改進(jìn)的SLP方法，并給出了該方法的流程。該改進(jìn)方法不僅具有傳統(tǒng)SLP方法的系統(tǒng)性、條理性等特點(diǎn)，而且考慮了傳統(tǒng)SLP方法沒能細(xì)致考慮的企業(yè)情況分析、產(chǎn)品特點(diǎn)、物流分析等問題；其次，以RV減速器生產(chǎn)車間為研究對(duì)象，調(diào)研企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)等情況，在實(shí)現(xiàn)RV減速器年產(chǎn)1萬(wàn)臺(tái)的前提下，采用上述改進(jìn)的SLP方法，運(yùn)用相關(guān)圖等專業(yè)分析圖表，制定出兩種RV減速器初步的生產(chǎn)布局方案。并結(jié)合主觀性較強(qiáng)的加權(quán)因素法與客觀性較強(qiáng)的模糊評(píng)價(jià)法，對(duì)兩布局方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，得到較優(yōu)生產(chǎn)布局方案；再次，為了改善車間復(fù)雜的物料搬運(yùn)情形，提升車間生產(chǎn)能力，以行星架組物料輸送線作為研究對(duì)象，研究物料裝卸自動(dòng)化、輸送自動(dòng)化和生產(chǎn)管理自動(dòng)化等關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建了其詳細(xì)的自動(dòng)化生產(chǎn)流程，并根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)確定了物料輸送線的相關(guān)尺寸，繪制出行星架組物料輸送線平面布局圖，從而確定了行星架組物料輸送線平面布局改進(jìn)方案；最后，對(duì)上述提出的行星架組物料輸送線平面布局改進(jìn)方案，采用EMPLANT軟件進(jìn)行仿真，并從生產(chǎn)能力、設(shè)備利用率這兩個(gè)方面對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析，驗(yàn)證了行星架組物料輸送線平面布局改進(jìn)方案的合理性。

簡(jiǎn)介：本文基于諧波齒輪傳動(dòng)的嚙合理論，并結(jié)合對(duì)漸開線齒型諧波減速器的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了2550型雙圓弧短筒諧波減速器，利用有限元分析的方法對(duì)短筒柔輪結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)，最終完成對(duì)2550型諧波減速器樣機(jī)的試制。具體所做的工作如下1基于諧波齒輪的嚙合原理及特殊的傳動(dòng)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出2550型雙圓弧齒廓的柔輪，并參照包絡(luò)法，設(shè)計(jì)出了與之相匹配的剛輪齒廓。2對(duì)諧波減速器中的核心零部件進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)，并使用三維軟件SOLIDWKS對(duì)設(shè)計(jì)好的零部件進(jìn)行建模和裝配，在靜態(tài)模型的狀態(tài)下，查看輪齒的分布規(guī)律、齒側(cè)間隙、嚙合特點(diǎn)。3對(duì)諧波減速器中的柔輪結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜態(tài)受力分析，計(jì)算其疲勞強(qiáng)度，并對(duì)柔輪筒體進(jìn)行穩(wěn)定性校核工作。4將裝入波發(fā)生器后的柔輪模型導(dǎo)入有限元分析軟件ANSYS中，查看其應(yīng)力應(yīng)變的分布規(guī)律，分析柔輪變形量是否在設(shè)計(jì)的合理范圍內(nèi)，并預(yù)測(cè)柔輪損壞的危險(xiǎn)斷面。以柔輪應(yīng)力值為目標(biāo)函數(shù)，對(duì)柔輪結(jié)構(gòu)的一些重要參數(shù)進(jìn)行多次對(duì)比試驗(yàn)分析，優(yōu)化柔輪結(jié)構(gòu)。5對(duì)上述設(shè)計(jì)的核心零部件進(jìn)行實(shí)際加工，以驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性。在HERO滾齒機(jī)上對(duì)柔輪進(jìn)行滾齒加工，在國(guó)產(chǎn)插齒機(jī)上對(duì)剛輪進(jìn)行插齒加工，最后對(duì)諧波減速器零部件進(jìn)行裝配，完成樣機(jī)試制工作。通過(guò)上述工作可以看出，具有雙圓弧齒型的諧波齒輪具有較好的嚙合性能，本文在此基礎(chǔ)上，結(jié)合短筒柔輪結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)雙圓弧短筒諧波減速器的設(shè)計(jì)工作，并最終完成了對(duì)2550型諧波減速器的試制。

簡(jiǎn)介：本研究來(lái)源于民用航天關(guān)鍵技術(shù)預(yù)先研究項(xiàng)目“XXX高可靠長(zhǎng)壽命環(huán)境試驗(yàn)研究”。隨著我國(guó)航天技術(shù)的快速發(fā)展，航天器的在軌工作壽命要求越來(lái)越長(zhǎng)，可靠性要求也越來(lái)越高。空間驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)作為航天器不可或缺的重要組成部分，其可靠性和工作性能對(duì)航天器的在軌工作壽命有著重要的影響。諧波減速器是空間驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)典型的活動(dòng)零部件，其工作性能受溫度、載荷和轉(zhuǎn)速等因素的影響。這些因素相互耦合，共同影響諧波減速器的可靠性。本項(xiàng)目以諧波減速器為研究對(duì)象，運(yùn)用失效物理分析方法對(duì)諧波減速器的失效機(jī)理進(jìn)行了分析，并采用混合潤(rùn)滑相關(guān)理論分析了轉(zhuǎn)速、溫度和載荷對(duì)潤(rùn)滑性能的影響，進(jìn)而建立了多參量耦合的動(dòng)態(tài)精度退化模型，并以機(jī)械滯后總量為傳動(dòng)精度表征量，利用蒙特卡洛法和改進(jìn)的一次二階矩法分析了轉(zhuǎn)速、溫度和載荷對(duì)可靠度的影響。本研究主要內(nèi)容包括⑴分析了空間潤(rùn)滑諧波減速器的失效機(jī)理。從諧波減速器的工作原理、傳動(dòng)特點(diǎn)、失效形式和工作環(huán)境入手，對(duì)空間環(huán)境下諧波減速器的失效機(jī)理進(jìn)行了理論分析。并觀察可靠性壽命試驗(yàn)后的諧波減速器各個(gè)接觸面的磨損形貌，對(duì)理論分析進(jìn)行驗(yàn)證。⑵以膜厚比、接觸載荷比、接觸面積比作為混合潤(rùn)滑表征量，建立了柔輪內(nèi)壁波發(fā)生器柔性軸承外壁的混合潤(rùn)滑分析模型，分析了轉(zhuǎn)速、溫度、載荷對(duì)諧波減速器潤(rùn)滑性能的影響。并根據(jù)分析結(jié)果，得到了轉(zhuǎn)速、溫度、載荷這三個(gè)因素和膜厚比的關(guān)系，以及膜厚比和接觸載荷比的關(guān)系。⑶基于GREENWOODWILLIAMSON模型和ARD模型，推導(dǎo)了以接觸載荷比為表征量的混合潤(rùn)滑狀態(tài)下的黏著磨損模型。⑷建立了多參量耦合的精度退化模型。通過(guò)對(duì)諧波減速器的輪齒嚙合分析，利用MATLAB仿真得到了磨損量和嚙合齒數(shù)、嚙合深度、嚙合剛度的關(guān)系，進(jìn)而得到空程回差和彈性回差隨磨損量的變化規(guī)律，最終建立了以機(jī)械滯后總量為表征量的多參量耦合的動(dòng)態(tài)精度退化模型。⑸建立了諧波減速器傳動(dòng)精度可靠性分析模型。根據(jù)可靠性分析模型，分析了額定工況下諧波減速器的可靠度隨工作時(shí)間的變化規(guī)律，以及工作時(shí)間為5000H時(shí)，不同的轉(zhuǎn)速、溫度和載荷對(duì)諧波減速器的可靠度的影響規(guī)律。

簡(jiǎn)介：諧波減速器是一種利用可控變形的柔性構(gòu)件產(chǎn)生的變形波進(jìn)行運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力傳遞的新型傳動(dòng)裝置，由于其具有其他傳動(dòng)裝置所難以達(dá)到的特殊性能，因此在航天裝備和機(jī)器人領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。但是，工程實(shí)踐表明，諧波減速器平均無(wú)故障工作的時(shí)間較短，其最突出的問題是柔輪的可靠性、使用壽命不理想，輸出端扭轉(zhuǎn)剛度不足。作為諧波減速器主要構(gòu)件的柔輪是一個(gè)薄壁殼體，受波發(fā)生器和外部負(fù)載的雙重作用，在循環(huán)彈性變形的狀態(tài)下工作，既承受彎曲應(yīng)力，又承受扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，很容易發(fā)生疲勞失效。因此，對(duì)諧波減速器的柔輪進(jìn)行力學(xué)特性方面的分析有著重要的意義。本研究主要內(nèi)容包括①介紹了諧波減速器的工作原理、傳動(dòng)特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域，對(duì)柔輪在波發(fā)生器作用下的變形、應(yīng)力和疲勞強(qiáng)度進(jìn)行了理論計(jì)算。②根據(jù)課題要求，設(shè)計(jì)了一種傳動(dòng)比為100的諧波減速器，利用有限元分析軟件ANSYSWKBENCH建立了柔輪波發(fā)生器有限元非線性接觸模型，分析了柔輪在波發(fā)生器作用下的變形規(guī)律和應(yīng)力分布，結(jié)果表明柔輪齒圈與光滑筒體連接處和光滑筒體與筒體底部過(guò)渡處為柔輪的應(yīng)力危險(xiǎn)區(qū)域。③分析了柔輪在不同長(zhǎng)徑比和不同壁厚參數(shù)下的變形規(guī)律和應(yīng)力分布。然后對(duì)柔輪應(yīng)力危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)調(diào)整和優(yōu)化設(shè)計(jì)，建立了有限元非線性接觸模型，重點(diǎn)分析了柔輪的應(yīng)力分布情況，結(jié)果表明經(jīng)過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，柔輪應(yīng)力危險(xiǎn)區(qū)域的應(yīng)力分布得到明顯改善。④對(duì)兩種不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的諧波減速器柔輪進(jìn)行了扭轉(zhuǎn)剛度有限元分析，得到了柔輪的扭轉(zhuǎn)剛度，然后設(shè)計(jì)并搭建了一套諧波減速器扭轉(zhuǎn)剛度測(cè)試系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)的分析得到了它們的扭轉(zhuǎn)剛度。測(cè)試結(jié)果表明經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化的機(jī)型一的扭轉(zhuǎn)剛度比未經(jīng)結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化的機(jī)型二扭轉(zhuǎn)剛度要高得多，同時(shí)通過(guò)對(duì)照有限元分析的結(jié)果，兩者得到的諧波減速器的扭轉(zhuǎn)剛度呈現(xiàn)出一致性，表明了結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化有利于提高諧波減速器的扭轉(zhuǎn)剛度。

簡(jiǎn)介：學(xué)校代碼10530學(xué)號(hào)201230071657分類號(hào)TH132密級(jí)碩士學(xué)位論文碩士學(xué)位論文挖掘機(jī)電力驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)減速器的可靠性研究挖掘機(jī)電力驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)減速器的可靠性研究學(xué)位申請(qǐng)人學(xué)位申請(qǐng)人劉勝指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師徐惠余研究員學(xué)院名稱學(xué)院名稱機(jī)械工程學(xué)院學(xué)科專業(yè)學(xué)科專業(yè)機(jī)械工程專碩研究方向研究方向數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造二零一五年六月二零一五年六月THERELIABILITYOFTHEEXCAVATSLEWINGREDUCERDRIVENBYTHEPOWERCIDATELIUSHENGSUPERVISXUHUIYURESEARCHERCOLLEGECOLLEGEOFMECHANICALENGINEERINGPROGRAMMECHANICALENGINEERINGSPECIALIZATIONDIGITALDESIGNMANUFACTURINGDEGREEMASTEROFENGINEERINGUNIVERSITYXIANGTANUNIVERSITYDATEJUNE2015

簡(jiǎn)介：對(duì)于制造業(yè)而言，每一個(gè)企業(yè)都面臨著持續(xù)多變和不可完全預(yù)測(cè)的全球化市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，競(jìng)爭(zhēng)的核心就是以知識(shí)為基礎(chǔ)的新產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)。虛擬裝配技術(shù)正是在這樣的背景下得到了快速發(fā)展，已經(jīng)在機(jī)械設(shè)計(jì)、裝配，樣機(jī)制造等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，裝配設(shè)計(jì)是重要環(huán)節(jié)，也是產(chǎn)品獲得整體性能的最后環(huán)節(jié)。虛擬裝配技術(shù)是以虛擬現(xiàn)實(shí)為基礎(chǔ)發(fā)展而來(lái)，廣泛應(yīng)用于科研、教育、培訓(xùn)、軍工等方面。本文借助甘肅省機(jī)械科學(xué)研究院虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行以下幾個(gè)方面的研究1研究了虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室的硬件構(gòu)成，對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)室架構(gòu)進(jìn)行了研究，并對(duì)虛擬環(huán)境中的建模方式、CAD模型信息提取進(jìn)行了較為深入的研究。2建立虛擬手，實(shí)現(xiàn)人手與虛擬手的動(dòng)作映射。分析研究虛擬手的靜態(tài)建模、動(dòng)態(tài)控制和人機(jī)交互，對(duì)于交互過(guò)程中要使用的虛擬手模型，分別使用MULTIGENCREAT和3DSMAX建模的方法建立了模型。分析了數(shù)據(jù)手套的連接方法，建立了虛擬手與數(shù)據(jù)手套的通信關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)作映射，為人機(jī)交互連接做好準(zhǔn)備。3對(duì)碰撞檢測(cè)方法進(jìn)行詳細(xì)分析和研究，結(jié)合EON開發(fā)出較為合適的碰撞檢測(cè)方式。重點(diǎn)分析了幾種常見的碰撞檢測(cè)方法，分析了其適用范圍，結(jié)合EON的COLLISIONOBJECT碰撞檢測(cè)節(jié)點(diǎn)，通過(guò)對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行開發(fā)，同時(shí)設(shè)定抓取規(guī)則完成了碰撞檢測(cè)、抓取、移動(dòng)釋放等同步操作。4通過(guò)改進(jìn)遺傳算法實(shí)現(xiàn)了對(duì)減速器裝配過(guò)程中的序列規(guī)劃，利用數(shù)據(jù)手套在VC中開發(fā)出來(lái)的數(shù)據(jù)接收模塊，結(jié)合EONSDK開發(fā)出虛擬手的控制節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬手的實(shí)時(shí)操作。結(jié)合EON中開發(fā)的碰撞檢測(cè)節(jié)點(diǎn)，按照計(jì)算出的減速器裝配序列，在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中對(duì)減速器進(jìn)行了人工手動(dòng)裝配操作，記錄各個(gè)零部件的空間信息，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互操作。5結(jié)合改進(jìn)遺傳算法得到的減速器裝配序列，在EON中通過(guò)使用節(jié)點(diǎn)和對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了在虛擬環(huán)境中按照規(guī)定減速器裝配序列進(jìn)行自動(dòng)裝配。

簡(jiǎn)介：隨著工業(yè)技術(shù)水平的不斷提高，工業(yè)機(jī)器人進(jìn)入了飛速發(fā)展的階段，在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用也越來(lái)越多。但是，在工業(yè)機(jī)器人的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，出現(xiàn)的問題也隨之增多，有時(shí)候機(jī)器人并不能完全按照人們所預(yù)期的想法去運(yùn)行，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中往往會(huì)出現(xiàn)一些不必要的顫振現(xiàn)象以及末端操作器的位姿偏移等等，這些問題嚴(yán)重影響了機(jī)器人的應(yīng)用效果。RV減速器作為工業(yè)機(jī)器人中的重要精密傳動(dòng)部件，是機(jī)器人實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中保證其精度、承載能力、運(yùn)動(dòng)安全性以及穩(wěn)定性等一系列問題的關(guān)鍵。然而，目前對(duì)于RV減速器的動(dòng)力學(xué)理論研究還不完善，嚴(yán)重影響了該類問題的解決。因此，本文從減速器的非線性摩擦、效率、扭轉(zhuǎn)剛度以及傳動(dòng)精度四方面入手，搭建平臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，全面地研究RV減速器的動(dòng)力學(xué)特性，為后續(xù)對(duì)工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)更好的控制提供基礎(chǔ)。首先，分析了RV減速器內(nèi)部的非線性摩擦特性，建立了RV減速器測(cè)試臺(tái)的數(shù)學(xué)模型，并且對(duì)RV40E減速器進(jìn)行了摩擦實(shí)驗(yàn)，利用遺傳算法辨識(shí)出了RV減速器靜摩擦力COULOMBSTICKSTRIBECK摩擦模型。并以此為基礎(chǔ)，針對(duì)關(guān)鍵摩擦變量對(duì)摩擦特性的影響以及摩擦阻尼大小對(duì)系統(tǒng)輸出端的瞬態(tài)影響，進(jìn)行了仿真，分析了減速器非線性摩擦的改善措施。其次，結(jié)合RV減速器的傳動(dòng)效率特性以及非線性摩擦特性，建立了考慮摩擦特性的RV減速器ADAMS模型，并且，通過(guò)ADAMS與MATLAB聯(lián)合技術(shù)，對(duì)模型完成了效率的仿真，初步分析了其效率特性。又對(duì)此搭建了RV減速器的傳動(dòng)效率測(cè)試臺(tái)，以兩臺(tái)不同型號(hào)的RV減速器為研究對(duì)象，進(jìn)行了傳動(dòng)效率的檢測(cè)。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的處理，分析了RV減速器傳動(dòng)效率曲線變化的規(guī)律、產(chǎn)生原因以及適當(dāng)?shù)馗纳拼胧Ｔ俅?，分析了RV減速器扭轉(zhuǎn)剛度的非線性特性，完成了對(duì)測(cè)試臺(tái)的加載裝置的設(shè)計(jì)，搭建了RV減速器扭轉(zhuǎn)剛度測(cè)試臺(tái)，以國(guó)內(nèi)外RV20E以及RV40E減速器進(jìn)行了剛度測(cè)試，分析了其在不同位置時(shí)的線性剛度與空程回差，發(fā)現(xiàn)RV減速器在重載情況下會(huì)體現(xiàn)出滯回特性。其次，通過(guò)對(duì)RV20E減速器實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，建立了減速器的三次多項(xiàng)式非線性剛度模型，并針對(duì)此模型進(jìn)行了仿真，分析了不同剛度大小對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)輸出端的動(dòng)態(tài)影響。最后，針對(duì)RV減速器傳動(dòng)精度，搭建了測(cè)試臺(tái)，并且對(duì)RV20E以及RV40E減速器完成了傳動(dòng)精度的測(cè)試。同時(shí)，又對(duì)RV減速器傳動(dòng)過(guò)程中的誤差源進(jìn)行了分析，建立了包括非線性扭轉(zhuǎn)剛度、阻尼、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在內(nèi)的RV傳動(dòng)動(dòng)力學(xué)模型，并在測(cè)得RV20E減速器在低速狀態(tài)下傳動(dòng)誤差的基礎(chǔ)上，定性地分析了剛度、阻尼以及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量對(duì)傳動(dòng)誤差的影響，同時(shí)也對(duì)減速器剛度對(duì)傳動(dòng)誤差的影響進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。然后發(fā)現(xiàn)RV減速器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、阻尼以及其非線性扭轉(zhuǎn)剛度對(duì)回轉(zhuǎn)傳動(dòng)精度有直接的影響。

簡(jiǎn)介：隨著現(xiàn)代城市地下交通以及鐵路建設(shè)的飛速發(fā)展，硬巖掘進(jìn)裝備TUNNELINGBINGMACHINE，TBM在各種長(zhǎng)距離、大埋深硬巖開隧工程中發(fā)揮著重大作用。為擺脫對(duì)國(guó)外技術(shù)進(jìn)口的依賴，近年來(lái)國(guó)內(nèi)已開始嘗試制造和研發(fā)國(guó)產(chǎn)TBM。行星齒輪傳動(dòng)因其體小量輕、可靠高效等諸多優(yōu)點(diǎn)不僅成為TBM主減速器的首要選擇，也廣泛應(yīng)用于各種高速大功率和低速大轉(zhuǎn)矩的設(shè)備中。為適應(yīng)高速、重載、可靠、精密傳動(dòng)等發(fā)展要求，行星齒輪系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)問題越來(lái)越受到工業(yè)界的廣泛關(guān)注。本文以TBM主減速器為研究對(duì)象，將有限單元思想與行星齒輪系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論相結(jié)合，以數(shù)值計(jì)算分析方法為手段，對(duì)行星輪系的動(dòng)力學(xué)特性和振動(dòng)行為進(jìn)行了理論研究，并搭建了實(shí)驗(yàn)臺(tái)，理論結(jié)合實(shí)驗(yàn)獲得了系統(tǒng)更為全面的動(dòng)力學(xué)特性。主要研究工作如下1針對(duì)傳統(tǒng)集中質(zhì)量法精度不高和大規(guī)模有限元模型計(jì)算量大、后處理困難的問題，提出了一種針對(duì)多級(jí)行星輪系耦合動(dòng)力學(xué)特性分析的建模方法一軸系單元法。根據(jù)行星輪系結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將行星輪系中各種構(gòu)件劃分為簡(jiǎn)單軸系單元、行星架軸系單元以及齒圈軸系單元等軸系模型?？紤]齒圈、行星架以及軸系等結(jié)構(gòu)柔性影響，建立不同類型的行星輪系耦合動(dòng)力學(xué)模型。2根據(jù)固有特性的計(jì)算原理，基于所建行星輪系的軸系單元模型研究TBM主減速器固有頻率和振型，總結(jié)出了行星輪扭轉(zhuǎn)振動(dòng)模式、太陽(yáng)輪軸軸向振動(dòng)模式等多種典型振型，研究了嚙合剛度等因素對(duì)系統(tǒng)固有特性的影響規(guī)律。3在穩(wěn)態(tài)工況下求解了系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)的時(shí)頻響應(yīng)，獲得了行星齒輪系統(tǒng)的耦合特性以及振動(dòng)傳遞規(guī)律，并進(jìn)一步研究了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)柔性對(duì)動(dòng)態(tài)嚙合力的影響規(guī)律。求解分析了不同類型突變載荷工況下系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)的振動(dòng)響應(yīng)以及嚙合力的變化規(guī)律，得到了多級(jí)行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)在非穩(wěn)態(tài)工況下的響應(yīng)特性。4在理論分析的基礎(chǔ)上，搭建了TBM主減速器振動(dòng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)系統(tǒng)在不同工況下振動(dòng)響應(yīng)展開研究，獲得了不同測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)位移、振動(dòng)加速度的時(shí)間歷程，將實(shí)驗(yàn)分析與理論結(jié)果作對(duì)比，驗(yàn)證了所建立行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的合理性。