RV减速器振动特性分析与试验研究

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RV 减速器作为一种小体积、轻量化、寿命长且具有传动工作平稳、动态特性好等特点的高精密传动装置,在精密机床、医疗器械、工业机器人关节部位、甚至航空航天领域得到越来越多的应用。尤其近些年来,国家倡导高校与企业协同合作研发出新型的 RV 传动减速器,获得了令人瞩目的成果。但从整体的动力学性能以及产品的研发和更新上来看,我国还处于初级研究阶段,对于设计制造的理论基础和参考依据还不够完善。由于当下对高速化、轻量化以及传动稳定性等技术要求的不断提升,在机械设计中对 RV 减速器的动力学特性和振动噪声进行改善就显得尤为必要。本课题在此背景下围绕 RV 减速器的振动特性开展了系统性的理论分析和模态仿真研究,并搭建新型试验平台对其进行测试,为改善其工作性能和指导后续样机的研制提供参考依据。主要完成以下研究工作:  (1)根据RV减速器的结构特点和工作原理,对其传动特性进行理论分析,推导出传动比的通用计算公式。基于构建摆线轮齿廓曲线的方法理论,采用矢量法建立其一般参数方程。对行星轮、摆线轮及曲柄轴利用机构转化法做了受力分析,得出这几个部件的力矩平衡方程,为整个减速器的结构工艺设计和样机制造以及整体的动力学分析奠定了理论基础。  (2)通过 SolidWorks 软件来建模,得到 RV 减速器三维实体模型,对模型做干涉检查,实现整体的虚拟装配。然后简化模型,再将其导入 ABAQUS 有限元软件中,利用模态分析分别获取减速器以及两个零构件摆线轮与输入轴相应的固有频率和振型规律,分析了频率的分布情况和振型规律,验证了此 RV 减速器具备良好的动静态性能,为避免共振提供了结构优化方法和数据参考。  (3)搭建新型RV减速器振动特性试验平台,利用试验测试其振动特性,采集到在不同工况下减速器的振动信号,采用时域信号和频域信号的对比分析法,从而对仿真数据的准确性做更进一步的验证。  从以上三个方面的详细研究,比较全面地分析 RV 减速器的振动特性,不仅为避免由内、外部激励所产生的共振提供参考依据;还对样机结构的进一步设计完善和制造起到极其重要的指导作用。
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