車用三軸五檔機械式變速器設(shè)計-文庫吧
2025-07-22 21:14 本頁面
【正文】 以上的 諧波 和 擺線驅(qū)動器 作 為基礎(chǔ)的關(guān)節(jié)。 對于正常尺寸 的機器人 來說 ，六個關(guān)節(jié) 全都 用擺線針輪減速機 [ 3， 4 ]。即使 在很小的一個 階段 ， 諧波和擺線 減速器 也 可以表現(xiàn)出顯著的減速率，甚至由于其齒輪 嚙合率 好，其 能夠在大的轉(zhuǎn)矩 下 傳遞 很小的 尺寸； 因此， 它們主要用于機器人 上結(jié)構(gòu) 需求緊湊 ，承載能力大，控制精度高 的 位置 [ 5 ]。這些減速 器的應(yīng)用 越來越專業(yè)化 如齒廓 制造技術(shù) 的 測量與裝配技能 等 。隨著 在諸如半導(dǎo)體 制造 業(yè) 和航天工業(yè)高功能 的 需求， 只有 持續(xù)發(fā)展 擺線諧波減速器 才 可以從 滿足用戶預(yù)期 的 需求。 齒廓設(shè)計考慮用戶的要求， 共軛曲面的幾何設(shè)計中主要關(guān)注的是 齒輪和生成 共軛嚙合元件， 和一直 研究 的齒輪 嚙合 與 代共軛 面的 [610]。 在這項研究中，我們設(shè)計了一個機器人的減速器，通過引入一種新的梯形齒形的概念，并進行了齒形設(shè)計的程序，我們制造出樣機并對其性能進行了測試。 2． 方法 減速器的結(jié)構(gòu) 該減速器主要由 一個 內(nèi)齒功能統(tǒng)稱為外殼 的 內(nèi)齒 輪 ，進行偏心運動 的 外齒輪，和 一個降扭的 輸出部分 。 通常， 擺線針輪減速器 可分為普通擺線針輪減速器或 包含行星齒輪 的 擺線針輪減速器 。圖 1 顯示的結(jié)構(gòu) 為 包括行星齒輪 擺線針輪減速 器 。在這里，不 同于普通 的擺線針輪減速器， 其 輸入軸從馬達（ ③ ） 輸入 動力帶動行星齒輪（ ② ）， 當(dāng) 偏心 軸（ ④ ）的行星齒輪 與 擺線齒輪（ ⑤ ） 齒牙相結(jié)合 的時候 ，最后 通過與內(nèi)齒輪的齒接觸齒（ ⑥ ）。因為軸一體式結(jié)構(gòu) ， 這使擺線齒輪轉(zhuǎn)向方向相反的方向旋轉(zhuǎn)的輸入自己的軸 。 擺線針輪減速器內(nèi)的齒輪由一個引腳或行星齒輪組成，其對減速器產(chǎn)生了一個兩面的減速的影響，最近獲得了普及機器人 。 這是因為他們可以得到比相同大小的普通擺線減速器更大的減速比的減速率，從而通過降低速度將擺線齒輪運動直接輸入偏心軸 [ 11， 12 ]。 6 梯形齒廓 的 定義 齒輪的齒廓形狀一般有相應(yīng)的漸開線和擺線 。然而，在這項研究中， 我們使用 梯形齒廓而不是 應(yīng)用 以 往 的漸開線或擺線齒廓。 由于梯形齒廓的傳動特點尚未深入研究，梯形齒廓迄今主要用于有擺線運動凸輪裝置 。在我們的 目前的研究中，我們進行了分析，揭示了梯形齒形的干擾或傳動特點 。 假設(shè)一個外齒輪的齒數(shù) Z1， 一個內(nèi)齒輪 Z2，和模塊的數(shù)量 m，外齒輪和 內(nèi)齒輪的基本 直徑分別 D1=MZ1 和 D2 = MZ2。一個大小 齒如圖 2 所示等于 一個圓周長的長度值除以齒數(shù)。 齒形大小是 πm，如圖 2 所示。在這一點上， 假設(shè)傾斜表面與外部和內(nèi)部的齒面之間的比率是不變的 ， 牙齒的外表面等于 πm / 4。 假設(shè)牙齒的中心落在起始點的外齒輪的齒形是梯形的定義，下列公式： 如下圖所示 ，我們可以同樣 的方式定義梯形齒廓；然而，偏心量 外齒輪的運動 也必須被認(rèn)為是在 位置的內(nèi)齒輪齒廓的定義。 在這些方程中， E 代表偏心運動量。 齒廓的運動學(xué)方程 在擺線針輪減速機 中 ， 其 外齒輪具有偏心 凸輪運動。，如下圖所示， 可以根據(jù)齒廓運動的變 化預(yù)測偏心運動量 被控制 的 值。 圖 5 顯示的是 運動針軌跡 的 建模結(jié)果 。 外齒輪的節(jié)圓與內(nèi)齒輪 的 定義如下 [ 13 ]： 在齒形模塊， M 等于節(jié)圓直徑 D 除以齒數(shù) Z，單位為毫米。 Z1 和 Z2 分別表示內(nèi)、外齒輪的齒數(shù)。如果旋轉(zhuǎn)的節(jié)圓較大，兩節(jié)點必須同時同向旋轉(zhuǎn)，然而兩旋轉(zhuǎn)角速度的常數(shù)不同。 r1?1 ??r2?2 φ1和 φ2分別表示內(nèi)、外齒輪轉(zhuǎn)動角速度。方程（ 13）的，顯示在公式的變化（ 12） 1φ的7 下方 同時， 公式 （ 14）可以被用來計算的絕對角速度時，外齒輪 的轉(zhuǎn)動 和 傳動 齒輪 與內(nèi)側(cè)相 固定。 外齒輪的齒輪位置坐標(biāo)可以利用以下的那些計算方程 計算 ： 在上述方程 F M， M1， FP 和 MP2 分別表示 1φ角速度旋轉(zhuǎn)變換矩陣，對平移速度 ?E 翻譯轉(zhuǎn)換矩陣，和旋轉(zhuǎn)變換矩陣為 2φ角速度， 絕對坐標(biāo)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析是仿真程序必要的。因此，在絕對坐標(biāo)系統(tǒng)中， R1 和R2（分別得出從外齒輪與內(nèi)齒輪 R1 和 R2）計算如下： 8 上述為根據(jù)梯形齒移動的那些運動方程。 衰落系數(shù)的定義 使用下列方程軌跡確定在外齒輪中心的軌跡，設(shè)齒中心坐標(biāo)我（ XC， YC）： 在這里，定義如下： 齒形衰落系數(shù)λ的運動軌跡是一個功能變化如表 1 所示 9 其中 表 1 顯示的為相對于衰落系數(shù)λ價值變化梯形齒形的軌跡的評估結(jié)果 當(dāng)λ = 1，齒面的端遇到干擾由于其位置的運動（如表 1 所示的紅圈（ B）） 由于牙齒的擺線運動時 λ＜ 1 這種干擾越來越大（如表 1 所示的紅圈（一）） 10 然而，當(dāng)λ小于 1 時，因為牙齒接觸發(fā)生在相反的方向的齒輪運動，因而沒有
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