无反向间隙变速机构研究

论文摘要

机器人在自动控制与自动操作领域应用非常广泛,它能高智能化的实现各种运动或操作,同时机器人的运动或操作需要满足精度要求。目前市场上的各类机器人关节减速器多存在返程间隙,且补偿困难,降低了机器人的操作精度。本课题主要针对反向间隙问题提出一种无反向间隙变速机构,主要用于机器人回转关节,由于采用滚珠丝杠-预紧螺母机构,它不存在返程间隙,具有传动精度高,结构简单,制造方便等优点。本文主要对机构的构型、承载能力及寿命、精度、转矩及效率、刚度这几方面进行了分析,主要内容如下:1.通过对国内外机器人关节发展现状的介绍,了解机器人关节的基本知识,在机构构型部分,运用Pro/E软件对机构构型进行绘制,介绍机构的工作原理,对机构所用的滚珠丝杠副、轴承以及导轨做简单介绍。2.通过对机构承载能力及寿命的分析,系统地了解无间隙变速机构的特性,并利用正传动和逆传动的不同点分析机构的寿命。3.在机构精度分析部分,主要分析机构正传动误差和逆传动误差,以及在此基础上分析机构综合传动误差。4.在机构转矩及效率分析部分,分析机构正传动和逆传动的效率,并在此基础上分析机构效率和丝杠螺旋角之间的关系。5.在机构刚度分析部分,简单介绍失动量的来源和影响,详细分析机构正传动和逆传动的刚度,最后分析出系统的总传动刚度。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• §1-1 引言
• §1-2 国内外减速器发展现状
• §1-3 存在的问题和课题的提出
• 第二章 机构原理及构型
• §2-1 引言
• §2-2 机构构型与工作原理
• §2-3 机构元件分析
• 2-3-1 滚珠丝杠副轴向间隙的调整和施加预紧力的方法
• 2-3-2 滚珠丝杠的支撑方式
• 2-3-3 滚珠丝杠副的预紧分析
• 2-3-4 滚珠丝杠副的主要尺寸、精度等级
• 2-3-5 轴承和导轨选取
• §2-4 本章小结
• 第三章 机构承载能力与寿命分析
• §3-1 引言
• §3-2 滚珠丝杠副的承载能力与寿命分析
• §3-3 滚动轴承寿命分析
• §3-4 直线滚动导轨的寿命分析
• §3-5 机构总的承载能力与寿命分析
• §3-6 本章小结
• 第四章 机构精度分析
• §4-1 引言
• §4-2 滚珠丝杠副的精度分析
• 4-2-1 滚珠丝杠副的综合导程精度
• 4-2-2 滚珠丝杠副的导程误差
• 4-2-3 滚珠丝杠副导程误差回归分析
• §4-3 滚动轴承的精度分析
• §4-4 机构总体精度分析
• §4-5 本章小结
• 第五章 机构力矩及传动效率分析
• §5-1 机构传动力矩分析
• 5-1-1 正传动部分的驱动力矩
• 5-1-2 逆传动部分的驱动力矩
• §5-2 机构传动效率分析
• 5-2-1 正传动部分的传动效率
• 5-2-2 逆传动部分的传动效率
• §5-3 机构总效率
• §5-4 本章小结
• 第六章 机构的刚度分析
• §6-1 引言
• §6-2 失动量的来源
• §6-3 滚珠丝杠副刚度分析计算
• 6-3-1 丝杠刚度
• 6-3-2 螺母刚度
• 6-3-3 滚珠丝杠副失动量分析
• §6-4 机构总刚度分析
• 6-4-1 正传动部分刚度
• 6-4-2 逆传动部分刚度
• 6-4-3 机构总传动刚度
• §6-5 本章小结
• 第七章 结论
• 参考文献
• 致谢