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RV-320E机器人重型关节行星摆线减速传动装置研发开题报告.doc
RV-320E机器人重型关节行星摆线减速器传动装置研发【含13张CAD图纸+PDF图】
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RV-320E机器人重型关节行星摆线减速传动装置研发开题报告学生姓名学 号专 业指导教师职 称所在院(系) 课题来源企、事业单位委托课题课题类型毕业设计课题名称RV-320E机器人重型关节行星摆线减速传动装置研发毕业设计的内容和意义毕业设计的内容和意义课题背景：1926年德国人劳伦兹勃朗提出了摆线针轮行星齿轮传动机构，之后，该项技术传入日本，成为RV减速器的雏形。1986年，日本帝人公司对RV减速器的研究有了突破性的进展，该公司研制的RV减速器，在承载能力、运动精度、回差、传动效率、扭转刚度诸项技术指标方面远超其他各国，并迅速的实现了RV减速器的商业化生产【1】。从那以后，该公司一直致力于RV减速器的研究，到目前为止，日本基本上垄断了RV减速器的国际市场。我国从二十世纪五十年代开始研究行星齿轮传动装置，早在“九五”期间，RV传动就被列为我国关键攻关项目【2】。在国家的大力倡导下，为改变日本RV减速器在国内的垄断状况，国内很多企业都在研发摆线针轮减速器。目前，帅克机械制造股份有限公司、南通振康机械有限公司、钱江摩托股份有限公司都在RV减速器的研究方面取得较大成果。但是与日本的同类最新产品相比上述公司研制的摆线针轮减速器从整体性能、使用寿命、传动精度、承载能力到新产品的进一步开发升级都存在着不足之处。因此，国内目前为止还没能实现RV减速器的批量化生产，产品使用还是依赖于进口，在此之际，南京康尼公司决定改变这一现状，力争研制出可以量产的先进RV减速器，作为长期以来的合作学校，我们将尽自己所能，与该公司一起研究RV减速器。课题内容：1提出：RV减速器的主要特点是三大【3】（传动比大、承载能力大、刚度大）、二高（运动精度高、传动效率高）、一小（回差小）。其中回差和传动误差有极严格的技术指标【4】：传动误差不能超过1 间隙回差不能超过1-1.5。此外，在额定负载下运行，包括弹性变形引起的回差在内的总和不能超过6。对上述指标影响最大的是RV减速器中的4大关键零部件（摆线轮、针齿壳、行星架、偏心轴）的合理设计及有关轴承的制造精度【5】。因此，有必要研究提高RV传动精度方面的技术。2解决方法：对摆线轮进行负等距与负移距优化组合的优化修行方法，实现多齿共轭齿合，瞬时传动比恒定，不仅提供了保证运功精度高的必要条件，还可以减小因其他零件配合间隙造成的摆线轮与针齿间超过需要的侧隙，回差小，同时提高了承载能力、齿合刚度【6】。 尽量减小摆线轮齿形与针轮齿形之间的侧隙【7】。严格控制影响RV减速器大、小周期传动误差的主要因素以及行星架输出机构中的杆长度偏差和铰接副中的间隙，严格合确定限制上述误差的公差范围【8】。改善变齿厚内齿轮的加工方法，改装Y54插齿机加工变齿厚内齿轮或使用斜向插削法加工变齿厚内齿轮【9】。制造合理的零件制造工艺和可以补偿相关零件制造误差的装配工艺【10】。3设计内容：调研掌握机器人的转动关节技术，深入研究RV传动的原理、结构。掌握RV传动的设计约束，理解其设计方法，完成RV-320E机器人重型关节行星摆线减速器中渐开线中心轮、渐开线行星轮、曲柄轴、摆线轮、输出盘、针齿壳等关键核心零部件的精度分析与系统传动误差计算，并绘制上述关键零件的三维图及总体结构方案设计图纸，给出合理、规范的零件制造工艺及装配工艺。课题意义：随着科技的发展，人力资源越发昂贵，机器人成为了当今社会研究的主流，RV减速器作为机器人产业发展的关键技术。目前，RV减速器的国际市场被日本垄断。中国，作为一个产业大国，目前来讲RV减速器依然依赖于进口，能独立自主的设计出先进的RV减速器，不仅能够降低进口外国RV的巨大成本，也将填补了国内在该领域内的空白。目前来讲，国内在RV减速器的研究方面已经取得了巨大的进步，然而，在诸多特性方面依然存在着很多不足之处，因此至今未实现RV减速器的规模化生产。所以，透彻的研究RV减速器，实现RV减速器的批量化生产，改变日本RV减速器在国内的垄断情况，将为国家节约出大量的资金。文献综述文献综述国内外研究现状：1926年德国人劳伦兹勃朗创造性地提出了摆线针轮行星齿轮传动【5】。1931日本开始研究摆线针轮减速器。1986日本帝人公司研究的RV减速器有了突破性进展并迅速实现了商业化生产【6】。到目前为止，日本的住友重机公司作为国际上制造摆线针轮减速器的最大规模的企业之一基本上已经垄断了国外摆线减速器的市场。20世纪90年代以来日本的住友重机公司先后推出了“200 系列”、“R-V 系列”、“FA 高精传动系列”、“FT 传动系 列”等型号的减速装置它的产品，传动比范围大，一级传动比最小为6，最大可达119。2000年以后该公司又推出了“6000 系列”其单级机型有三十八种之多同时还增加了减速器的型号，扩展了电动机容量的组合。 上世纪六十年代末，我国东北工学院和郑州工学院率先引入了摆线针轮行星传动的相关基础知识，之后，东北工学院和上海交通大学对摆线齿轮的制造工艺、加工原理等进行了研究，大连铁道学院的朱恒生教授得到了在加工摆线轮任意节囿时滚刀齿形的计算通用方程式鞍山钢铁学院推导出了有关摆线针轮行星传动的胶合失效计算准则。1978二齿差摆线针轮减速器首次由辽阳制药机械厂研制成功，郑州工学院和大连铁道学院相继对摆线针轮行星传动进行了进一步的系统研究。对其受力进行了符合实际情况的分析并且首创了一种新的符合共轭条件的修形方式，优化了摆线轮的齿形以及承载能力。早在“九五”期间RV传动就已被我国列为了关键技术攻关项目1990年上海减速器厂成功研制了汽车与用的 2K-V型摆线针轮行星齿轮减速器。1993 年杨锡和等对 RV传动进行了简单的受力分析；何卫东等人借助1997年的国家863项目“机器人用新结构高精度摆线针轮传动设计理论不方法研究”，对摆线针轮行星齿轮传动做了详细的研究包括 RV 传动的受力、RV传动的效率和RV传动的运动学分析【9】。2005年，关天民等人提出摆线轮“反弓”齿廓的概念并进行了齿廓的优化设计【10】。目前，南通振康有限公司研制的RV减速器正在和日本同类的产品进行寿命的比较，以及检测有可能存在的隐患，目前还未取得市场回报，还要用1年的时间来实验各种性能以及使用寿命是否能达到国际先进水平。分析上述状况可知，我国研制的摆线针轮减速器从整体性能、使用寿命、传动精度、承载能力到新产品的进一步升级都存在着不足之处，在 RV传动方面我们还需要进行更为深入细致地研究，因此，此次的毕业设计很有意义。参考文献：1. 李力行等，机器人用高精度 R V 传动研究J，大连铁道学院报，1999，（2）。2. 李端玲等，机器人用 RV 减速器的瞬心特性和受力分析J，机械科学与技术，2001，（6）。3. 李伟，李力行，叶庆泰，基于概率理论的 RV 减速器的传动误差计算J。机床与液压，2004，（1）。4. 松本和幸，偏心差动方式减速机RV减速机。机械设计（日），1987,31（8）：58-64 。5. 张迎辉等，机器人用 RV 减速器针摆传动啮合刚度计算J大连交通大学学报，2010，（2）。6. 何卫东等，高精度RV减速器中摆线轮齿形的优化修形J。大连铁道学院报，1999，（2）。7. 冯国强等，RV250A减速器动态特性测试分析J。大连铁道学院学报，1999，（2）。8. 段钦华，RV减速机的内力矩、功率流和效率分析的新方法J。机械设计，2002，（5）。9. J.G.Blanche and D.C.Yang， Cycloid Drives With Maching Tolerance， ASME J.Mech. Transm.Automn Des Vol，1989，pp337.10. 毛建忠，李华敏，吴智铭，研制RV传动的新途径J。中国机械工程，1996，（2）。研究内容研究内容:分析调研机器人传动技术，深入研究RV减速器的原理、结构等，针对RV-320E机器人重型关节行星摆线减速传动装置，应用三维绘图软件Solidworks绘制单个零件的图形，及最终的总得装配图。对其主要零件齿轮轴、行星轮、曲柄轴、转臂轴承、摆线轮、刚性盘及输出盘等零部件细致绘制。深入研究RV传动的设计约束，完成RV-320E的运动设计、总体方案设计和施工图纸。深入分析机器人用RV减速器的传动原理及特点，熟练掌握提高机器人用RV减速器运动精度的机理，了解减少机器人用RV减速器回差的机理及增大机器人用RV传动扭转刚度的机理等。研究计划研究计划研究计划：第一周：接受任务，查阅资料第二周：查阅资料，撰写开题报告第三周：翻译英文资料，撰写开题报告第四周：运动方案设计与论证第五周：关键核心零件精度分析与系统传动误差计算第六周：关键核心零、部件结构设计、摆线齿廓曲线设计第七周：绘制关键核心零件三维图第八周：绘制关键核心零件三维图第九周：总图设计第十周：总图设计第十一周：零件图设计第十二周：零件图设计第十三周：撰写设计计算说明书第十四周：撰写设计计算说明书第十五周：撰写设计计算说明书第十六周：修改完善、打印、装订设计技术文件 答辩资格审查、答辩特色与创新1. 与传统减速器相比RV减速器,一级减速部分采用行星摆线传动,运用功率分流思想,从而使得传动比大、承载能力大、刚度大,运动精度高、传动效率高,回差小。2
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