工业机器人高精度RV减速器设计开题报告.doc

毕 业 设 计 开 题 报 告 工业机器人高精度RV减速器设计学 院： 机械工程学院 班 级： 机自0903班 学生姓名： 南连毫 指导教师： 李占杰 职 称： 讲 师 2014 年1 月9 日 毕业设计开题报告课题题目 工业机器人高精度RV减速器设计课题性质A B C D E 课题来源A B C D 成果形式A B C D E 同组同学袁秋杰开题报告内容（可另附页）指导教师意见（课题难度是否适中、工作量是否饱满、进度安排是否合理、工作条件是否具备等）指导教师签名： 月 日 专家组及系里意见（选题是否适宜、各项内容是否达到毕业设计（论文）大纲要求、整改意见等）专家组成员签字： 教学主任（签章）： 月 日一、机器人用RV传动概述机器人用RV传动是新兴的一种传动，他是在传统针摆行星传动的基础上发展出来的，不仅克服了一般针摆传动的缺点，因而因为具有体积少、重量轻、传动比范围大、寿命长、精度保持稳定、效率高传动平稳等一些列有点，日益受到国内外的广泛关注。它较机器人中常用的谐波传动具有高得多的疲劳强度、刚度和寿命，而且会差精度稳定，不像谐波传动那样随着使用时间增长运动精度就会显著降低，故目前世界上许多国家高精度机器人传动多采用RV加速器，因此，该种RV减速器在先进机器人传动中有逐渐取代谐波减速器的发展趋势。机器人用RV传动的的一系列优点，使它成为机器人传动装置必须解决的关键课题，但还存在下述问题：（1）对摆线针齿啮合行星传动的理论和实验研究不如对渐开线齿轮的研究那样充分；（2）转臂轴承处在高速重载下工作，轴承寿命较短；（3）输出机构中的销轴是悬臂式结构，受力不均匀，影响运动精度，且易产生折断破坏。由于RV减速器尚处于研究阶段，其设计与制造的理论依据并不完善成熟，对其结构原理、运动学分析、动力学分析、材料、强度、动态特性及噪声分析、制造工艺及应用特点等方面还未能展开较全面的理论和实验分析研究，因此对其系统的理论研究及试验是十分必要的。 图1-1 RV减速器结构图1国内外行业发展现状日本帝人公司的RV减速机已经成定型产品，主要用在工业机器人上。日本住友公司生产相似型式的传动装置，称其为FT系列减速机和FA系列精密摆线针轮减速机也已形成了一定规模。日本帝人公司对RV减速机作了大量的研究分析，产品设计不断在改进，大约4到5年就升级一次，有RV系列、RVA系列、RVE系列等，承载能力都有较大提高，即将推出的RVN系列有更大的提升（用于德国KUKA机器人上）。主要是结构简化、成本较低、承载能力强。我国对摆线针轮传动的研究起步比较晚，上世纪六十年代从国外引进，东北工学院和郑州 工学院等都开始引进介绍这种新型机械传动的动力学、几何学及动力学等方面的基本知识；上海交通大学和东北工学院对摆线减速器的制造的工艺、摆线齿轮滚刀齿形设计原理进行了研究；大连铁道学院朱恒生教授推导了摆线齿轮在任意加工节圆时计算滚刀齿形的通用方程式；鞍山钢铁学院和郑州机械研究所提出了摆线针轮行星传动胶合失效的计算准则并进行了将少齿差摆线啮合用于齿轮泵的研究。二、研究内容及方法1.根据已有文献/专利，分析各类机器人关节减速器的结构及传动原理；RV减速器的主要结构包括两级：第一级渐开线圆柱齿轮行星传动机构和第二级摆线针轮行星传动机构，总体为一封闭的差动轮系。其中，第一级行星传动主要构件包括：输入齿轮轴、行星齿轮，其传动原理如下图。 图2-1 渐开线行星齿轮传动 1）中心轮 2）行星齿轮 3）针齿壳 第二级摆线针轮传动主要构件包括：转臂曲柄、摆线轮、针齿与针齿壳，其传动原理如下图。 图2-2 RV传动机构简图1）中心轮 2）行星轮 3）转臂曲柄 4）摆线轮 5）针齿 6）输出轴 7）针齿壳 输出机构主要构件包括：主输出盘与辅助输出盘，中间用贯穿摆线轮而又不与其接触的三根连接柱固联在一起，以减轻转臂曲柄的负荷，使结构更加紧凑。2.以工业机器人减速器为例，结合典型工况参数，采用UG、CATIA、AutoCAD、CAXA等软件进行实体模型及绘制二维工程图；尤其是摆线轮等关键件的二维工程图的绘制；AutoCAD（Auto Computer Aided Design）是美国Autodesk公司首次于1982年生产的自动计算机辅助设计软件，用于二维绘图、详细绘制、设计文档和基本三维设计。现已经成为国际上广为流行的绘图工具。AutoCAD具有良好的用户界面，通过交互菜单或命令行方式便可以进行各种操作。它的多文档设计环境，让非计算机专业人员也能很快地学会使用。在不断实践的过程中更好地掌握它的各种应用和开发技巧，从而不断提高工作效率。AutoCAD具有广泛的适应性，它可以在各种操作系统支持的微型计算机和工作站上运行。本课题主要是进行RV传动部分主要尺寸的设计与计算，并在此基础上运用AutoCAD绘制二维工程图，为下一步整机装配、运动仿真和力学分析等提供详细参数。三、毕业设计（论文）工作进度计划前期准备：收集资料，准备开题报告。第一周至第二周：分析各类机器人关节减速器的结构及传动原理。第三周至第五周：学习所需知识，扩充知识储备，掌握必要的设计软件第六周至第十一周：完成全部内容的设计，上交导师审阅。第十二周至第十三周：准备并完成毕业答辩。四、参考文献1 彭文生等.机械设计M.北京：高等教育出版社，2008.2 张春林.机械原理M.北京：高等教育出版社，2006.3 刘鸿文.材料力学M.北京：高等教育出版社，2004.4 哈尔滨工业大学理论力学教研室.理论力学M.北京：高等教育出版社，2009.5 孙京平，魏伟.互换性与测量技术基础M.北京：中国电力出版社，2009.6 朱冬梅等.画法几何级机械制图M. 北京：高等教育出版社，2008.7 张士勇.摆线针轮行星传动销轴式输出机构分析研究D.重庆：重庆大学，2010.8 李立行.RV减速器的传动效率分析D.大连：大连铁道学院，1999.9 郑州工学院.摆线针轮行星传动M.北京：科学出版社，1979.10 何卫东.机器人用高精度RV传动的研究D.哈尔滨：哈尔滨工业大学，1999.11 李立行，何卫东，王秀琦. 机器人用RV传动的研究J.大连铁道学院报，1999.12 刘蓬勃. 新型摆线针轮行星传动研究D. 湖南：国防科技大学，2006.13 冯澄宙.渐开线少齿差行星传动M.北京：人民教育出版社，1981.14 刘继岩，崔正昀，孙涛. RV减速器传动精度的研究综述，天津职业技术师范学院学报，1998.15 董向阳，邓健一，陈建一. RV传动机构的受力分析D. 上海：上海交通大学，1996.