工業(yè)機(jī)器人高精度RV減速器設(shè)計(jì)開題報(bào)告

畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 開 題 報(bào) 告 工業(yè)機(jī)器人高精度RV減速器設(shè)計(jì)學(xué) 院： 機(jī)械工程學(xué)院 班 級(jí)：機(jī)自0903班 學(xué)生姓名： 南連毫指導(dǎo)教師：李占杰 職 稱：講 師2014 年1 月9 日畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告課題題目 工業(yè)機(jī)器人高精度RV減速器設(shè)計(jì)課題性質(zhì)A B C D E 課題來(lái)源A B C D 成果形式A B C D E 同組同學(xué)袁秋杰開題報(bào)告內(nèi)容（可另附頁(yè)）指導(dǎo)教師意見（課題難度是否適中、工作量是否飽滿、進(jìn)度安排是否合理、工作條件是否具備等）指導(dǎo)教師簽名： 月 日 專家組及系里意見（選題是否適宜、各項(xiàng)內(nèi)容是否達(dá)到畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）大綱要求、整改意見等）專家組成員簽字： 教學(xué)主任（簽章）： 月 日一、機(jī)器人用RV傳動(dòng)概述機(jī)器人用RV傳動(dòng)是新興的一種傳動(dòng)，他是在傳統(tǒng)針擺行星傳動(dòng)的基礎(chǔ)上發(fā)展出來(lái)的，不僅克服了一般針擺傳動(dòng)的缺點(diǎn)，因而因?yàn)榫哂畜w積少、重量輕、傳動(dòng)比范圍大、壽命長(zhǎng)、精度保持穩(wěn)定、效率高傳動(dòng)平穩(wěn)等一些列有點(diǎn)，日益受到國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注。它較機(jī)器人中常用的諧波傳動(dòng)具有高得多的疲勞強(qiáng)度、剛度和壽命，而且會(huì)差精度穩(wěn)定，不像諧波傳動(dòng)那樣隨著使用時(shí)間增長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)精度就會(huì)顯著降低，故目前世界上許多國(guó)家高精度機(jī)器人傳動(dòng)多采用RV加速器，因此，該種RV減速器在先進(jìn)機(jī)器人傳動(dòng)中有逐漸取代諧波減速器的發(fā)展趨勢(shì)。機(jī)器人用RV傳動(dòng)的的一系列優(yōu)點(diǎn)，使它成為機(jī)器人傳動(dòng)裝置必須解決的關(guān)鍵課題，但還存在下述問(wèn)題：（1）對(duì)擺線針齒嚙合行星傳動(dòng)的理論和實(shí)驗(yàn)研究不如對(duì)漸開線齒輪的研究那樣充分；（2）轉(zhuǎn)臂軸承處在高速重載下工作，軸承壽命較短；（3）輸出機(jī)構(gòu)中的銷軸是懸臂式結(jié)構(gòu)，受力不均勻，影響運(yùn)動(dòng)精度，且易產(chǎn)生折斷破壞。由于RV減速器尚處于研究階段，其設(shè)計(jì)與制造的理論依據(jù)并不完善成熟，對(duì)其結(jié)構(gòu)原理、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析、動(dòng)力學(xué)分析、材料、強(qiáng)度、動(dòng)態(tài)特性及噪聲分析、制造工藝及應(yīng)用特點(diǎn)等方面還未能展開較全面的理論和實(shí)驗(yàn)分析研究，因此對(duì)其系統(tǒng)的理論研究及試驗(yàn)是十分必要的。 圖1-1 RV減速器結(jié)構(gòu)圖1國(guó)內(nèi)外行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀日本帝人公司的RV減速機(jī)已經(jīng)成定型產(chǎn)品，主要用在工業(yè)機(jī)器人上。日本住友公司生產(chǎn)相似型式的傳動(dòng)裝置，稱其為FT系列減速機(jī)和FA系列精密擺線針輪減速機(jī)也已形成了一定規(guī)模。日本帝人公司對(duì)RV減速機(jī)作了大量的研究分析，產(chǎn)品設(shè)計(jì)不斷在改進(jìn)，大約4到5年就升級(jí)一次，有RV系列、RVA系列、RVE系列等，承載能力都有較大提高，即將推出的RVN系列有更大的提升（用于德國(guó)KUKA機(jī)器人上）。主要是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、成本較低、承載能力強(qiáng)。我國(guó)對(duì)擺線針輪傳動(dòng)的研究起步比較晚，上世紀(jì)六十年代從國(guó)外引進(jìn)，東北工學(xué)院和鄭州 工學(xué)院等都開始引進(jìn)介紹這種新型機(jī)械傳動(dòng)的動(dòng)力學(xué)、幾何學(xué)及動(dòng)力學(xué)等方面的基本知識(shí)；上海交通大學(xué)和東北工學(xué)院對(duì)擺線減速器的制造的工藝、擺線齒輪滾刀齒形設(shè)計(jì)原理進(jìn)行了研究；大連鐵道學(xué)院朱恒生教授推導(dǎo)了擺線齒輪在任意加工節(jié)圓時(shí)計(jì)算滾刀齒形的通用方程式；鞍山鋼鐵學(xué)院和鄭州機(jī)械研究所提出了擺線針輪行星傳動(dòng)膠合失效的計(jì)算準(zhǔn)則并進(jìn)行了將少齒差擺線嚙合用于齒輪泵的研究。二、研究?jī)?nèi)容及方法1.根據(jù)已有文獻(xiàn)/專利，分析各類機(jī)器人關(guān)節(jié)減速器的結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)原理；RV減速器的主要結(jié)構(gòu)包括兩級(jí)：第一級(jí)漸開線圓柱齒輪行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和第二級(jí)擺線針輪行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，總體為一封閉的差動(dòng)輪系。其中，第一級(jí)行星傳動(dòng)主要構(gòu)件包括：輸入齒輪軸、行星齒輪，其傳動(dòng)原理如下圖。圖2-1 漸開線行星齒輪傳動(dòng) 1）中心輪 2）行星齒輪 3）針齒殼 第二級(jí)擺線針輪傳動(dòng)主要構(gòu)件包括：轉(zhuǎn)臂曲柄、擺線輪、針齒與針齒殼，其傳動(dòng)原理如下圖。 圖2-2 RV傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖1）中心輪 2）行星輪 3）轉(zhuǎn)臂曲柄 4）擺線輪 5）針齒 6）輸出軸 7）針齒殼 輸出機(jī)構(gòu)主要構(gòu)件包括：主輸出盤與輔助輸出盤，中間用貫穿擺線輪而又不與其接觸的三根連接柱固聯(lián)在一起，以減輕轉(zhuǎn)臂曲柄的負(fù)荷，使結(jié)構(gòu)更加緊湊。2.以工業(yè)機(jī)器人減速器為例，結(jié)合典型工況參數(shù)，采用UG、CATIA、AutoCAD、CAXA等軟件進(jìn)行實(shí)體模型及繪制二維工程圖；尤其是擺線輪等關(guān)鍵件的二維工程圖的繪制；AutoCAD（Auto Computer Aided Design）是美國(guó)Autodesk公司首次于1982年生產(chǎn)的自動(dòng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，用于二維繪圖、詳細(xì)繪制、設(shè)計(jì)文檔和基本三維設(shè)計(jì)。現(xiàn)已經(jīng)成為國(guó)際上廣為流行的繪圖工具。AutoCAD具有良好的用戶界面，通過(guò)交互菜單或命令行方式便可以進(jìn)行各種操作。它的多文檔設(shè)計(jì)環(huán)境，讓非計(jì)算機(jī)專業(yè)人員也能很快地學(xué)會(huì)使用。在不斷實(shí)踐的過(guò)程中更好地掌握它的各種應(yīng)用和開發(fā)技巧，從而不斷提高工作效率。AutoCAD具有廣泛的適應(yīng)性，它可以在各種操作系統(tǒng)支持的微型計(jì)算機(jī)和工作站上運(yùn)行。本課題主要是進(jìn)行RV傳動(dòng)部分主要尺寸的設(shè)計(jì)與計(jì)算，并在此基礎(chǔ)上運(yùn)用AutoCAD繪制二維工程圖，為下一步整機(jī)裝配、運(yùn)動(dòng)仿真和力學(xué)分析等提供詳細(xì)參數(shù)。三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作進(jìn)度計(jì)劃前期準(zhǔn)備：收集資料，準(zhǔn)備開題報(bào)告。第一周至第二周：分析各類機(jī)器人關(guān)節(jié)減速器的結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)原理。第三周至第五周：學(xué)習(xí)所需知識(shí)，擴(kuò)充知識(shí)儲(chǔ)備，掌握必要的設(shè)計(jì)軟件第六周至第十一周：完成全部?jī)?nèi)容的設(shè)計(jì)，上交導(dǎo)師審閱。第十二周至第十三周：準(zhǔn)備并完成畢業(yè)答辯。四、參考文獻(xiàn)1 彭文生等.機(jī)械設(shè)計(jì)M.北京：高等教育出版社，2008.2 張春林.機(jī)械原理M.北京：高等教育出版社，2006.3 劉鴻文.材料力學(xué)M.北京：高等教育出版社，2004.4 哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室.理論力學(xué)M.北京：高等教育出版社，2009.5 孫京平，魏偉.互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)M.北京：中國(guó)電力出版社，2009.6 朱冬梅等.畫法幾何級(jí)機(jī)械制圖M. 北京：高等教育出版社，2008.7 張士勇.擺線針輪行星傳動(dòng)銷軸式輸出機(jī)構(gòu)分析研究D.重慶：重慶大學(xué)，2010.8 李立行.RV減速器的傳動(dòng)效率分析D.大連：大連鐵道學(xué)院，1999.9 鄭州工學(xué)院.擺線針輪行星傳動(dòng)M.北京：科學(xué)出版社，1979.10 何衛(wèi)東.機(jī)器人用高精度RV傳動(dòng)的研究D.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，1999.11 李立行，何衛(wèi)東，王秀琦. 機(jī)器人用RV傳動(dòng)的研究J.大連鐵道學(xué)院報(bào)，1999.12 劉蓬勃. 新型擺線針輪行星傳動(dòng)研究D. 湖南：國(guó)防科技大學(xué)，2006.13 馮澄宙.漸開線少齒差行星傳動(dòng)M.北京：人民教育出版社，1981.14 劉繼巖，崔正昀，孫濤. RV減速器傳動(dòng)精度的研究綜述，天津職業(yè)技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào)，1998.15 董向陽(yáng)，鄧健一，陳建一. RV傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的受力分析D. 上海：上海交通大學(xué)，1996.