RV减速器综合测试台架的静动态特性分析

ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９５－５０９Ｘ．２０１７．０３．０１１

ＲＶ减速器综合测试台架的静动态特性分析

万化云，张　杰，成焕波

（南京工程学院机械工程学院，江苏南京　２１１１６７）

摘要：以高精度ＲＶ减速器测试台架为研究对象，针对ＲＶ减速器测试台架的布局及其结构特点，

利用ＡＮＳＹＳ仿真平台建立测试台架的有限元模型，并分析了在工作载荷情况下的应力和应变大小，得出测试台架端面各方向的位移频响曲线及前６阶模态。研究结果显示：测试台架整体最大应力为２．０７ＭＰａ，测试台架端面的受力最大形变位移为０．００３～０．００４ｍｍ，在前６阶位移频响曲

线中最大振动位移为３．８８×１０－６

ｍｍ，可为减速器综合测试台架的设计及制造提供技术支持并奠定理论基础。

关键词：测试台架；特性分析；ＲＶ减速器；有限元分析

中图分类号：ＴＨ１６ 文献标识码：Ａ 文章编号：２０９５－５０９Ｘ（２０１７）０３－００５７－０４ ＲＶ减速器是由第一级渐开线圆柱齿轮行星传动机构和第二级摆线针轮传动机构组成，属于曲柄式封闭差动轮系。作为一种高精度新型传动方式，由于具有传动比和承载能力大、体积小、质量轻、传动精度和传动效率高、传动平稳和高刚度等优点，因而被广泛应用于高精度往复旋转装置。目前，ＲＶ减速器的各性能指标成为了许多国内外学

者的研究热点［１－２］

，而对ＲＶ减速器测试台架及其装置的研究则较少。减速器测试台架用于检测ＲＶ减速器的各项性能参数，其测试装置精度会直接影响到减速器测试结果，因此有必要对测试台及其装置进行深入研究。减速器测试台架的骨架是最为关键的受力构件，其强度和刚度的好坏直接影响ＲＶ减速器性能测试结果。若是对测试台架采用常规理论进行计算与设计，则不容易得出准确的结果，并且无法了解测试台架各部位的受力和变形情况，导致测试台架质量增大，却无法达到效果，造成材料的浪费，难以提高产品的设计质量和水平。

随着有限元方法的普及，有限元仿真技术得到了许多企业及科研人员的青睐，其应用于产品制造前期的设计中

［３］

。本文基于ＡＮＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈ

１４．５有限元分析软件分析ＲＶ减速器性能测试台架，为结构的合理设计与改进提供理论依据。根据减速器测试台架的结构特点，建立其有限元模型，通过有限元方法分析台架的应力、应变与模态，获

得端面各方向的位移频响曲线及前６阶模态振型，为减速器测试台架的制造及优化再制造提供了理论基础，保证了ＲＶ减速器测试台架的精度需求。

１　减速器测试台架的整体布局及结构设计

１．１　测试台架整体布局

ＲＶ减速器测试台架的特性是保证其测试精度的最重要因素之一。ＲＶ减速器测试台架可以测试的项目有启停时的容许转矩、刚性（扭转刚度和空程）、角度传递误差、无载运动转矩、增速启动转矩、温升等，因此测试台架上需放置许多装置，如移动滑台、伺服电机、角度编码器、扭矩传感器、制动加载装置、过渡座、联轴器、安装盘及安装法兰等。图１

为减速器测试台架装置的整体布局方案。

图１　减速器测试台架装置的整体布局方案

１．２　测试台的设计

１．２．１　测试台的结构模型

考虑到人体工程学，为便于操作，测试台桌面

收稿日期：２０１６－１０－１４

作者简介：万化云（１９９０—），男，江西鄱阳人，南京工程学院硕士研究生，主要研究方向为新型机械传动、有限元分析及理论。

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７５?２０１７年３月 机械设计与制造工程 Ｍａｒ．２０１７第４６卷第３期 ＭａｃｈｉｎｅＤｅｓｉｇｎａｎｄＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｖｏｌ．４６Ｎｏ．３万方数据