外文翻译--二级齿轮减速器的球手万向节的间隙计算 中文版.doc

徐州工程学院毕业设计(外文翻译)1IntJAdvManufTechnol(2003)21:604611国际日报所有权和版权先进的制造技术2003伦敦斯普林格出版社有限公司二级齿轮减速器的球手万向节的间隙计算J.H.Baek,Y.K.Kwak和S.H.Kim机械工程系，韩国先进的科学技术协会，373-1Gusung-dongYusung-guDaejon，韩国一种用于计算有二级齿轮减速器的级数或边际贡献率的新技术被提出。这个概念是基于频率响应的变化特性,尤其是谐振频率和共振频率的变化,由于每个阶段的强烈变化不同，尽管二级齿轮减速系统总的强烈变化不变。技术的有效性在验证万向节得到了满意的结果。人们认为所提出的技术将使具有二级齿轮减速器的生产设备和系统的诊断和维修变得更高效经济合理。关键词：谐振频率；间隙计算；边际贡献率；频率响应特性；共振频率；球手万向节徐州工程学院毕业设计(外文翻译)21.摘要自动化生产设备和机器人的频繁使用极大的提高了对伺服系统和伺服电机的需求。随着电机制造技术的进步，伺服系统已经发展出不需要齿轮减速机的直接驱动类型电机。然而，迄今为止，齿轮减速机伺服系统被广泛国内外很多领域的生产设备，因为伺服系统的体积重量比齿轮减速机的大，而转矩相对比起来显得较小。有齿轮减速机的伺服系统从开始使用就对齿轮有间隙。因此，为处理这些问题做了很多研究。为了诊断和保持机器人和伺服系统的性能，研究开发了一种监测和检测强烈变化大小的方法。Dagalakis和Myers以相关函数和频率响应共振峰之间的大小和电机电压和机器人加速度为手段。Stein和Wang为了检测和计算有齿轮减速器的伺服系统的间隙，基于动量转移分析开发了一种技术。他们发现和第二齿轮相撞的主要齿轮的速度改变和间隙大小有关。Saker等人发展了一种技术补充Stein和Wang由于使用脉冲力矩的影响，而不是主要齿轮的速度变化。Pan等人发展了一种技术用于检测和分类使用WignerVille分派结合一个正弦联合运动和机器人加速度关联的二维相关函数。但是，还没有技术用于估计级数或控制通常用于生产设备和机器人的有多级齿轮减速器的伺服系统间隙每个阶段的速度。为了获得大小不同的间隙并使这种级数保持在正确的范围，知道系统每个阶段的间隙大小显得非常重要。因此，本文的目的是提出一种技术用于计算级数或控制有二级齿轮减速器的伺服系统的边际贡献率。边际贡献率被定义为第一阶段的间隙和总的间隙的大小比例。根据每个阶段的间隙和级数的变化，计算每个阶段的间隙的观念建立在频率响应特性伺服系统的谐振频率（ARE）和共振频率（RF）的改变，尽管总的间隙在伺服系统中是不变的。为了验证该方法的有效性，二个具有球手万向节的为了稳定方向的驾驶伺服系统用于实验。一个是方位驾驶伺服系统（ADSS），另一个是海拔驾驶伺服系统（EDSS），二个伺服系统都具有二级齿轮减速器。徐州工程学院毕业设计(外文翻译)32.球手万向节模型2.1球手万向节里的ADSS模型本文中提到的，如图1（a）所示就是具有二级齿轮减速器的球手万向节的照片。ADSS和EDSS相当于球手万向节的二个驱动部分。图1（a）球手万向节（b）ADSS结构（c）ADSS模型（d）EDSS结构（e）EDSS模型在图1（b）中所示，ADSS部分中，除了从动齿轮2固定在固定轴上，阴影部分如主动齿轮2，传动轴1，从动齿轮1，主动齿轮1，电动机和关于轴线AA对称的轴都在转动轴承上。这是假设由于负载，每一个支撑轴承都没有任何间隙。同时，忽视阻尼特性的影响。在这些假设的基础上提出了如图1（c）所示的ADSS模型。主动齿轮1的惯性转矩包括电动机在内。扭转弹簧代表从动齿轮1右边由于主动齿轮1和从动齿轮1的牙刚度造成的扭转刚度。轴1中，惯性转矩集中在从动齿轮1和主动齿轮2中间和扭转弹簧上，连接从动齿徐州工程学院毕业设计(外文翻译)4轮1和主动齿轮2的轴1相当于受到2倍扭转力。由于从动齿轮2和固定轴是固定的，所以他们只受到扭转力矩而没有受到惯性转矩。当主动齿轮固定时，每个间隙被描述成齿轮旋转角度。在图1（c）中由（双点）阴影线封闭的组件表明ADSS的负载。ADSS被认为由一个转数表过滤器一个电机放大器和上述结构组成。电机放大器用于放大电机的输入电压。一个具有转速表的永磁型直流电机作为一个执行机构。使用一个二阶低通滤波器是为了过滤转速表的输入电压。这些部件的电学量等式如下所示：iamVkV式(1)mmbamaaVkiRdtdiL式(2a)atmikT式(2b)mtstkV式(3)sVsGsVtfo式(4)电动机的运动公式如下所示：)(1,1mmfgmmmmmsignTNTTBJ式(5)由于主动齿轮1和从动齿轮1之间的间隙，从动齿轮1的传递扭矩被描述成公式6。模型的不工作区域被用作间隙的模型。1111111111111),(,0),(ddgdddggkkT式(6)其中111/gmdN式(7)从动轮1的运动等式如下：)(2111111sgsgggkTJ式(8)轴1的运动等式如下：11211114)(2sspgssskkJ式(9)此外，主动轮2的运动等式如下：LrpssppTNkJ1)(221122式(10)