臺灣博碩士論文加值系統

RV減速機(Rotate Vector Reducer)為一種高精度、高減速比、高剛性的減速機，經常運用在一般六軸機械手臂中的J1~J3軸，J1~J3軸需要承受較大的扭力，對於關節中的關鍵零組件RV減速機需要有較大的剛性需求。本論文主要針對減速機的核心零件，擺線輪、針輪及針輪座之間的配合進行預壓模擬分析，利用改變針輪的直徑，觀察在不同預壓力的模擬下，擺線輪齒面等效應力值大小及擺線輪與針輪接觸情形，使其應力值大小控制在材料疲勞強度內可接受的範圍。針輪與擺線輪組配時的內部間隙控制在負間隙，模擬預壓配合，使運作時的預壓力控制在合理範圍為目標。本論文建立一擺線輪數學模式並將之程式化，透過調整數學模型中的移距修形量與等距修形量參數，產生不同線形的擺線輪齒廓，將齒廓匯入繪圖軟體進行擺線輪、針輪、偏心軸及行星支架的3D建模，再將繪製完成的模型導入HyperMesh進行有限元素模型網格劃分及材料負載設定等前處理作業，運用LS-DYNA進行有限元分析，將運算結果導出至LS-PrePost進行動態模擬，利用LS-PrePost觀察齒面應力分佈及匯出齒面等效應力。

RV reducer (Rotate Vector Reducer) is a high-precision, high-reduction ratio, and high-rigidity reducer. It is often used in the J1~J3 axis of the general six-axis robot arm. The J1~J3 axis needs to bear a large torque. The RV reducer, a key component in the joint, needs to have a greater rigidity requirement. This paper mainly focuses on the preload simulation analysis of the core parts of the reducer, the cooperation between the cycloidal wheel, the ring gear pins and the ring gear pins seat. By changing the diameter of the ring gear pins, it is observed that the cycloidal gear teeth are simulated under different preloads. The surface equivalent stress value and the contact situation between the cycloid wheel and the ring gear pins, so that the stress value is controlled within the acceptable range of the material fatigue strength. The internal clearance of the needle wheel and the cycloid wheel is controlled at a negative clearance, and the pre-compression fit is simulated, so that the pre-pressure during operation is controlled within a reasonable range as the goal. In this paper, a mathematical model of the cycloid wheel is established and programmed. By adjusting the parameters of the offset modification amount and the isometric modification amount in the mathematical model, the tooth profile of the cycloid wheel with different linear shapes is generated, and the tooth profile is imported into the drawing The software performs 3D modeling of the cycloid, ring gear pins,eccentric shaft and planetary support, and then imports the drawn model into HyperMesh for pre-processing operations such as finite element model meshing and material load setting, and uses LS-DYNA for finite element Analyze, export the calculation results to LS-PrePost for dynamic simulation, use LS-PrePost to observe the tooth surface stress distribution and export the equivalent stress of the tooth surface.

摘要.....i
Abstract.....ii
誌謝.....iii
目錄.....iv
表目錄.....viii
圖目錄.....x
第一章 緒論.....1
1.1 研究動機與目的1
1.2 文獻探討.....1
1.3 研究方法.....2
第二章 RV減速機結構介紹與預壓.....3
2.1 RV減速機傳動比計算.....4
2.2 RV減速機速比計算.....7
2.3 RV-27C減速機設定參數.....8
2.4 減速機分析模型.....8
2.5 預壓介紹.....10
第三章 RV減速機模組建立與動態分析.....11
3.1 擺線輪齒形數學模式.....12
3.2 RV-27C減速機各部位分析元件模型建立與組配.....14
3.2.1 擺線輪三維模型.....14
3.2.2 針輪三維模型.....15
3.2.3 偏心軸三維模型.....16
3.2.4 輸出軸三維模型.....16
3.2.5 RV-27C減速機分析元件組配.....17
3.3 HyperMesh介紹.....18
3.3.1 建立模型有限元素.....18
3.3.2 元素性質.....20
3.3.3 創建資料集合器.....21
3.3.4 機械材料性質設定.....21
3.3.5 座標系與約束條件設定.....23
3.3.6 接觸面定義.....25
3.3.7 初始條件設定.....26
3.3.8 沙漏模態.....26
3.4 LS-DYNA主程式計算處理.....27
3.5 LS-PREPOST後處理器輸出分析結果.....27
第四章 RV減速機動態模擬分析結果.....28
4.1 分析結果紀錄.....29
4.2 模擬分析一：改變針輪直徑模擬分析.....31
4.2.1 模擬分析一分析結果.....31
4.2.2 模擬分析一小結.....32
4.3 模擬分析二：針輪修形模擬分析.....33
4.3.1 模擬分析二分析結果.....35
4.3.2 模擬分析二小結.....36
4.4 模擬分析三：針輪圓角修形.....37
4.4.1 模擬分析三分析結果.....37
4.3.2 模擬分析三小結.....38
4.5 模擬分析四：瞬時最大容許轉矩分析.....39
4.5.1 模擬分析四分析結果.....41
4.5.2 模擬分析四小結.....41
4.6 模擬分析五：調整針輪直徑配合修形量預壓.....42
4.6.1 模擬分析五分析結果.....43
4.6.2 模擬分析五小結.....46
4.7 模擬分析六：針輪網格元素修改.....47
4.7.1 模擬分析六分析結果.....50
4.7.2 模擬分析六小結.....50
4.8 模擬分析七：針輪位移組配.....51
4.8.1 模擬分析七分析結果.....53
4.8.2 模擬分析七小結.....54
4.9 模擬分析八：針輪網格修形分析.....55
4.9.1 模擬分析八分析結果.....57
4.9.2 模擬分析八小結.....60
第五章 結論與未來展望.....61
5.1結論.....61
5.2 未來研究方向.....62
參考文獻.....63
Extended Abstract.....64

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