1、中原工學院機電學院機械電子專業英語（2015-2016學年第一學期）專 業： 機械電子工程 題 目：對用于機器人的RV減速器傳動誤差的分析和研究 姓 名： 符加豹 班 級: 機電122 學 號： 201200384216 任課教師： 徐航 完成日期： 2016 年 01 月 06 日機械電子工程教研室制 對用于機器人的RV減速器傳動誤差的研究與分析摘要：RV傳動裝置是一種新型的少齒差行星式變速器，它被廣泛應用于機器人關節、肘等精度傳動零件由于傳動精度高。以rv-40e減速例，傳動誤差動態模型和數學方程的RV采用動力分結構法建立了機器人的減速器。通過理論計算，計算了rv-40e減速器的最大傳動誤

2、差并分別進行實驗。從2個計算的最大傳輸誤差方法周期性變化在1以內。但實驗測得的傳輸誤差大于理論傳輸錯誤，由于軸承間隙在實驗過程中，沒有考慮和摩擦。關鍵詞：RV傳動·傳動誤差·等效模型·動力學方程1、 簡介RV傳動裝置是一種新的兩階段關閉和少齒差式對擺線針輪行星傳動的基礎上發展起來的行星傳動。它有一系列優勢作為大范圍的傳動比，體積小，質量輕，高精度高、回差小、效率高、傳動平穩、高負荷承載能力。由于這些優點，它廣泛應用于機器人關節。肘關節等精密傳動部件。由于RV傳動的出現，已經做了很多的研究工作，應力分析、齒形優化，靜態傳輸精度和大量的研究已經達到了一定的理論深度，但

3、系統動態性能研究較少，應力分析、齒形優化，靜態傳輸精度和大量的研究已經達到了一定的理論深度，但系統動態性能研究較少，特別是動態傳遞誤差RV傳動。動態傳輸誤差是決定機器人定位精度的主要因素。為了提高的RV傳動精度，傳輸分析和RV減速器系統動態誤差的研究是必要的。2、 RV傳動誤差動態模型的建立根據RV減速器的結構和傳動原理（在文獻 1 ），RV機器人用減速器分為輸入軸、太陽輪、漸開線行星齒輪（包括曲軸）、擺線齒輪和行星架輸出側動態子結構法的動力學分析。動態模型RV減速器的傳動誤差如圖1所示。 Fig. RV減速器的動力學等效模型3、 RV傳動誤差數學模型的建立和解決方案動態子結構法 4，3 是用

4、來解決系統的動態傳輸誤差，子結構彈性形變引起的小位移應該被考慮，除了各種組件處理誤差和每個組件位置相對于結構的理論位置引起的微小變化裝配誤差（包括旋轉角度變化）。對于動態平衡方程，影響傳動誤差的因素應該相等于它的等效模型單元的嚙合線誤差。（1）輸入軸的運動微分方程在RV減速器的實際結構，基于動態子結構的方法，漸開線齒輪和輸出軸的傳動中心被制成齒輪軸。它分為兩個部分，這里只考慮輸入軸的扭轉剛度，忽略了輸入軸的在中心的浮動量位移。輸入軸運動的運動微分方程：其中，J1是輸入軸的慣性力矩，K1是輸入軸和太陽輪之間的扭轉剛度，C1是輸入軸和太陽輪之間的扭轉振動阻尼。（1） 中心輪的運動微分方程其中：ms

5、是太陽輪質量，Js是太陽輪的轉動慣量，rsb是太陽輪的基圓半徑。（3）行星輪（包括曲軸）的運動微分方程根據行星輪的應力（包括曲軸），得到了零件的運動微分方程如下：其中：rsb是太陽輪的基圓半徑，mp是一個單一漸開線行星齒輪（包括曲軸）質量，jp是一個單一的漸開線行星齒輪（包括曲軸）到中心的質量慣性矩。（2） 擺線齒輪的微分方程其中：MB是擺線齒輪質量，JB是擺線齒輪繞它本身軸的轉動慣量。（5）輸出行星架的運動微分方程其中：MC輸出行星架的質量，JC是繞軸行星架的慣性矩。方程式：（1）-（5）共有19個動態平衡方程，寫成矩陣形式。其中：X是一列的等效模型的位移（19×1），M是等效模型

6、的質量矩陣（19 - 19），K為剛度矩陣等效模型（19 - 19），是等效模型的阻尼矩陣（19、19），F為等效模型的廣義力矢量（19 - 1）。4、 系統傳輸誤差的計算與分析非線性Wilson方法 5，6 是用來解決RV傳動誤差的動態平衡方程。以rv-40 E減速器為研究對象，相關的參數是：DP = 128.1毫米針齒中心圓半徑，針齒DRP = 6毫米直徑、偏心距e = 1.3，針輪的牙齒ZP = 40 = 39，擺線齒輪，中心齒輪齒Z1 = 12，行星輪齒輪Z2 = 36，模數m1.5，壓力角為200，額定輸出扭矩T = 420 nm，擺線輪與針齒材料是GCr15、彈性模量E= 2.06

7、 - 105兆帕，泊松mu= 0.3。在公式中，Øs是太陽輪理論角度和理論角度的投入軸、Øcc和Øc分別是實際和理論的輸出軸角，Øcc和Øc分別為是行星架的實際角度和理論角度，i是傳動比。rv-40e減速機輸出軸的第十四圈傳動誤差曲線如圖2所示。從圖2，可以得出結論，整個機器在輸出軸的第十四個循環中的最大傳輸誤差是32.3。雖然機器有進入穩定運行狀態，但傳輸誤差在小范圍內仍有周期性變化，滯后誤差和誤差提前發生交替，說明不同國家機構和不同的受力構件的狀態導致不同的動態特性，然后導致不同的時間段系統不同的傳輸誤差幅度。RV減速器的傳動誤差也會影響機

8、器人手臂的運行和定位精度，因此，進一步分析影響傳輸誤差的主要因素是必要的。Fig.2整個機器的誤差5、 傳輸誤差的實驗研究分別對rv-40e減速器輸入軸的轉速為5，15，25轉/分鐘的三種工作條件下的傳動誤差進行測試。當旋轉速度是5，15，25轉/分鐘，最大傳輸誤差為58.28，56.33，58.85如圖3，4和5所示。顯然，這表明：速度不是影響傳輸誤差的主要因素。實驗測量了傳輸誤差和傳輸誤差的計算均在1以內。但實驗測量的傳輸錯誤是大于計算傳輸錯誤，由于軸承間隙和摩擦在實驗過程中不考慮。 Fig.3速度為5轉/分鐘的累計傳輸誤差曲線 Fig.4在15轉/分鐘時的累計傳輸誤差曲線Fig. 在25

9、轉/分鐘時的累計傳輸誤差曲線6、 結論（1） 采用動力子結構法建立考慮各部件彈性變形引起的加工誤差、裝配誤差和小排量的機器人的RV減速器的傳動誤差動力學模型。（2） 非線性Wilson法計算系統得到穩定后的傳動誤差的數學分析方程和傳輸誤差曲線。結果表明，最大傳輸誤差在穩定運行周期后周期性的改變，系統最大傳動誤差是32.3。（3） 采用實驗方法測試rv-40e傳輸誤差。實驗結果表明：速度對傳輸誤差的影響不大，與傳輸誤差的計算相比，從兩種方法得到的最大傳輸誤差是周期性波動，范圍在1以內，但實驗測量的傳輸誤差大于計算出的傳輸誤差，由于軸承間隙和摩擦未考慮。致謝：本研究得到了中國國家自然科學基金的資助

10、（項目號51375064）。作者要感謝他們對在本文提出的新型減速器的研究和開發的支持。參考文獻1. Weidong, H., Lixing, L., Xin, L.: New optimized tooth-profile of cycloidal gear of highprecision rv reducer used in robot. Chin. J. Mech. Eng. 36, 5155 (2000)2. Duanling, L., Yundi, W., Yangyu, F.: On the behavior of instantaneous center and mechanic

11、alcharacteristics of a RV reducer used in robot. Mech. Sci. Technol. 20(6), 860861 (2001)3. Linshan, H., Yunwen, S.: The correlational research on dynamic transmission accuracy for 2 K-Vtype drive. J. Mech. Eng. 43(6), 8186 (2007)4. Linshan, H., Yunwen, S., Haijun, D.: Research on the transmission accuracy for cycloid drivebased on the nonlinear analysis method. Chin. Mech. Eng. 18(9), 10391043 (2007)5. Yajun, Z., Jiahao, L.: Basic Struct