rv减速器传动特性的仿真与实验研究

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1、硕士学位论文RV减速器传动特性的仿真与实验研究SIMULATIONANDEXPERIMENTALSTUDYOFTRANSMISSIONCHARACTERISTICOFRVREDUCER吕明帅哈尔滨工业大学2016年6月国内图书分类号：TP242.2学校代码：10213国际图书分类号：681.5密级：公开工程硕士学位论文RV减速器传动特性的仿真与实验研究硕士研究生：吕明帅导师：邵兵副教授申请学位：工程硕士学科：机械工程所在单位：机电工程学院答辩日期：2016年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex

2、:TP242.2U.D.C:681.5DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSIMULATIONANDEXPERIMENTALSTUDYOFTRANSMISSIONCHARACTERISTICOFRVREDUCERCandidate：LvMingshuaiSupervisor：AssociateProf.ShaoBingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MechanicalManufacturin

3、gAffiliation：SchoolofMechatronicsEngineeringDateofDefence：June,2016Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要随着工业技术水平的不断提高，工业机器人进入了飞速发展的阶段，在各个领域的应用也越来越多。但是，在工业机器人的实际应用过程中，出现的问题也随之增多，有时候机器人并不能完全按照人们所预期的想法去运行，运动过程中往往会出现一些不必要的颤振现象以及末

4、端操作器的位姿偏移等等，这些问题严重影响了机器人的应用效果。RV减速器作为工业机器人中的重要精密传动部件，是机器人实际应用过程中保证其精度、承载能力、运动安全性以及稳定性等一系列问题的关键。然而，目前对于RV减速器的动力学理论研究还不完善，严重影响了该类问题的解决。因此，本文从减速器的非线性摩擦、效率、扭转刚度以及传动精度四方面入手，搭建平台进行实验，全面地研究RV减速器的动力学特性，为后续对工业机器人实现更好的控制提供基础。首先，分析了RV减速器内部的非线性摩擦特性，建立了RV减速器测试台的数学模型，并且对RV-40

5、E减速器进行了摩擦实验，利用遗传算法辨识出了RV减速器静摩擦力+Coulomb+Stick+Stribeck摩擦模型。并以此为基础，针对关键摩擦变量对摩擦特性的影响以及摩擦阻尼大小对系统输出端的瞬态影响，进行了仿真，分析了减速器非线性摩擦的改善措施。其次，结合RV减速器的传动效率特性以及非线性摩擦特性，建立了考虑摩擦特性的RV减速器Adams模型，并且，通过Adams与Matlab联合技术，对模型完成了效率的仿真，初步分析了其效率特性。又对此搭建了RV减速器的传动效率测试台，以两台不同型号的RV减速器为研究对象，进行了

6、传动效率的检测。通过对数据的处理，分析了RV减速器传动效率曲线变化的规律、产生原因以及适当地改善措施。再次，分析了RV减速器扭转刚度的非线性特性，完成了对测试台的加载装置的设计，搭建了RV减速器扭转刚度测试台，以国内外RV-20E以及RV-40E减速器进行了刚度测试，分析了其在不同位置时的线性刚度与空程回差，发现RV减速器在重载情况下会体现出滞回特性。其次，通过对RV-20E减速器实验结果进行分析，建立了减速器的三次多项式非线性刚度模型，并针对此模型进行了仿真，分析了不同刚度大小对机械运动系统输出端的动态影响。最后，针

7、对RV减速器传动精度，搭建了测试台，并且对RV-20E以及RV-40E减速器完成了传动精度的测试。同时，又对RV减速器传动过程中的误差源进行了分析，建立了包括非线性扭转刚度、阻尼、转动惯量在内的RV传动动力-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文学模型，并在测得RV-20E减速器在低速状态下传动误差的基础上，定性地分析了刚度、阻尼以及转动惯量对传动误差的影响，同时也对减速器刚度对传动误差的影响进行了实验验证。然后发现RV减速器的转动惯量、阻尼以及其非线性扭转刚度对回转传动精度有直接的影响。关键词：RV减速器；非线性摩擦；机

8、械传动效率；非线性扭转刚度；回转传动精度-II-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractWiththeincreasingimprovementofindustrialtechnology,industrialrobotshaveenteredarapiddevelopmentstage,thusbeingappliedin