【正文】 助設(shè)計與分析軟件功能的強化，以及專家系統(tǒng)的完善，機構(gòu)設(shè)計與分析方法發(fā)生了根本性的變化；機構(gòu)與微電子學(xué)、傳感技術(shù)、材料科學(xué)和計算機技術(shù)等相互交叉、滲透、融合，使機構(gòu)學(xué)的系統(tǒng)概念向廣義拓展，形成微機械學(xué)、仿生機械學(xué)、光機電集成的廣義機構(gòu)以及智能機構(gòu)等新一代機構(gòu)；注重建立完整的系統(tǒng)設(shè)計方法和評價體系 [1]。近 20 余年機構(gòu)學(xué)發(fā)展的軌跡印證了這一點，機構(gòu)學(xué)已經(jīng)由研究機構(gòu)的結(jié)構(gòu)學(xué)、運動學(xué)、動力學(xué)的理論和方法，發(fā)展成為 一門研究機構(gòu)功能、原理、類型、設(shè)計方法、機器運行狀態(tài)和特性、控制方法以及系統(tǒng)設(shè)計原理的技術(shù)基礎(chǔ)和應(yīng)用學(xué)科。機構(gòu)學(xué)和計算機信息學(xué)、控制技術(shù)等現(xiàn)代學(xué)科的融合，使機構(gòu)學(xué)發(fā)生了廣泛而深刻的變化。這類加工技術(shù)的特點是少切削或無切削，因而節(jié)省材料、減少工時、節(jié)約能源，從而降低制造成本。又如，為適應(yīng)制造誤差和受載變形對齒面嚙合性能的影響，使傳動副運行時振動低噪聲小，應(yīng)對齒面進(jìn)行齒形齒向兩個方向的修形，或?qū)X面進(jìn)行任意三維可控修形，這就要求采用數(shù)控滾齒修形技術(shù)。對于齒輪傳動而言，要提高傳動系統(tǒng)的靜動態(tài)性能，應(yīng)采用高精度、硬齒面的加工技術(shù)，如采用熱處理后的磨削加工，以提高傳動系統(tǒng)的承載能力，降低振動和噪聲。 （ 5）傳動裝置全壽命周期設(shè)計及綠色設(shè)計的研究。傳動副元件表面顯微缺陷誘發(fā)的微點蝕及其在交變應(yīng)力下的三維裂紋擴展，新材料和熱處理對微點蝕及裂紋擴展的影響；傳動副受載條件下的嚙合分析、齒間載荷分配及應(yīng)力分析，齒面修形與齒間載荷分配和應(yīng) 力強度的關(guān)系；傳動系統(tǒng)中各元件等強度、等壽命設(shè)計等，是提高傳動系統(tǒng)承載能力和使用壽命、減小傳動系統(tǒng)質(zhì)量和體積所需研究的課題。它是通過在傳動零件表面涂層、表面改性等，使零件表面獲 得特殊的材料成分、組織結(jié)構(gòu)以提高傳動副的服役性能。材料科學(xué)與技術(shù)是 21 世紀(jì)重點發(fā)展的科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域之一，各種新材料在機械傳動中的應(yīng)用已經(jīng)推動并繼續(xù)推動機械傳動科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和性能的提高。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，為了適應(yīng)機械系統(tǒng)性能水平不斷提高的新要求 ,保證其產(chǎn)品的競爭能力，國內(nèi)外仍在不斷的研究和發(fā)展各種新型機械傳動。 我國的實情仍和發(fā)達(dá)國家存在較大的差距，主要表現(xiàn)在傳動系統(tǒng)的靜態(tài)和動態(tài)性能（如使用壽命和振動噪聲等）、制造技術(shù)（高精度硬齒面滾齒 、輪齒數(shù)控三維修形、三維共軛曲面多坐標(biāo)數(shù)控加工等）、材料及熱處理（高強度新材料的使用、表面改性、復(fù)合表面處理及表面鍍層等）、潤滑及摩擦學(xué)設(shè)計（油品及添加劑、固體潤滑技術(shù)）等方ee 3 面。因此，連桿凸輪減速器是一種體積小、重量輕、傳動比范圍大、傳動效率高、傳動平穩(wěn)、輸出軸剛性大、傳動轉(zhuǎn)矩范圍更大、并具有很高實用價值的新型減速器。以漸開線作為齒形的二、三環(huán)減速器，因傳動比大，比以前通用的漸開線少齒差減速器省去輸出機構(gòu)且輸出軸剛性好，此外轉(zhuǎn)臂軸承由在行星輪內(nèi)尺寸受限制變?yōu)檗D(zhuǎn)臂軸承在行星輪外，尺寸不受限制，能顯著提高傳遞的轉(zhuǎn)矩，從而作為一種新型傳動出現(xiàn)在機械傳動領(lǐng)域。機械傳動領(lǐng)域中國內(nèi)外廣泛采用的是漸開線齒輪傳動、擺線針輪行星傳動等，這些傳統(tǒng)傳動型式的理論與技術(shù)由于 經(jīng)歷了較長的發(fā)展歷史并進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究，總體上已相對成熟 [711]。 機械系統(tǒng)中的傳動分為機械傳動、流體傳動和電傳動，機械傳動由于其恒功率輸出，傳遞運動的精度高，速度響應(yīng)快，傳動效率高等優(yōu)點，難于被其它傳動完全替代，因而在多數(shù)機械系統(tǒng)中仍然是主要的傳動形式。原動機提供基本的運動和動力，常見的原動機有蒸汽機、內(nèi)燃機、電動機等，風(fēng)力、人力、水力、人畜動力機也屬于原動機。 運動分析工作流程 ...................... 錯誤 !未定義書簽。 輸出軸組件的裝配 ...................... 錯誤 !未定義書簽。 減速器的裝配 ............................. 錯誤 !未定義書簽。 凸輪模型的建立 ........................ 錯誤 !未定義書簽。 連桿凸輪減速器與漸開線三環(huán)式減速器相比的優(yōu)點 . 錯誤 !未定義書簽。 輸出軸 ............................... 錯誤 !未定義書簽。 主動曲柄 ............................. 錯誤 !未定義書簽。 擺線針輪的設(shè)計 ........................... 錯誤 !未定義書簽。 凸輪理論廓線壓力角 ................... 錯誤 !未定義書簽。 凸輪理論廓線方程及性質(zhì) ................... 錯誤 !未定義書簽。 機構(gòu)的傳動原理分析 ................... 錯誤 !未定義書簽。 derivation the set transmission ratio to achieve and continuous transmission of the conditions and profile of cam the mathematical equation。ee 連桿凸輪減速器的運動仿真 作者： ee （ ee） 指導(dǎo)老師： ee [摘要 ]： 連桿凸輪減速器主要借助于一齒差原理、擺線針輪減速器和漸開線三環(huán)減速器的部分結(jié)構(gòu)特點研制而成。 ee The virtual movement emulation of Camlinkage Reducer Author: ee (ee) Instructor:ee Abstract: The camlinkage reducer is mainly through the principle of one tooth difference, cycloid gear reducer and threering reducer from the development of structural characteristics. The graduation project is familiar with the working principle of the camlinkage reducer, analysis the structural characteristics of the camlinkage reducer。 機構(gòu)的組成 ........................... 錯誤 !未定義書簽。 傳動比的計算 ......................... 錯誤 !未定義書簽。 凸輪壓力角與機構(gòu)中構(gòu)件的力關(guān)系 ........... 錯誤 !未定義書簽。 ee II 連桿凸輪減速器工作原理 ................... 錯誤 !未定義書簽。 連桿凸輪減速器的結(jié)構(gòu) ..................... 錯誤 !未定義書簽。 凸輪 ................................. 錯誤 !未定義書簽。 彈性均載環(huán)節(jié) ......................... 錯誤 !未定義書簽。 減速器基本零件建模 ....................... 錯誤 !未定義書簽。 5 連桿凸輪減速 器的裝配和仿真 ................. 錯誤 !未定義書簽。 第三軸的裝配 .......................... 錯誤 !未定義書簽。 基本仿真過程 ............................ 錯誤 !未定義書簽。 ee 1 1 緒 論 選題的背景及研究的意義 原動機、傳動機和工作機（執(zhí)行機）是機械系統(tǒng)的三大基本構(gòu)成。由此可見，只要原動機的運動和動力輸出不能滿足工作機的要求，傳動機的存在就是必然的 [1]。 隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，信息科學(xué)、材料科學(xué)、生命科學(xué)和現(xiàn)代控制科學(xué)不斷交叉融合，使傳統(tǒng)的機械科學(xué)發(fā)生了深刻的變革，機械傳動作為機械科學(xué)的基礎(chǔ)“硬件”，一方面要適應(yīng)學(xué)科交叉發(fā)展的變革，不斷產(chǎn)生新的研究內(nèi)涵，另一方面也要不斷提高性能質(zhì)量 [56]。 近年來國 內(nèi)部分研究單位相繼研制成功了一些新型傳動裝置，如重慶鋼鐵設(shè)計研究院研制的三環(huán)減速器、西安重型機械研究所和重鋼集團機械制造有限公司研制的 RH 二ee 2 環(huán)減速器，已形成機械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)逐漸推廣使用 [7]。 為了克服上述減速傳動的缺點并保留其優(yōu)點，進(jìn)一步實現(xiàn)機械傳動裝置的高性能、低成本和小型輕量化，本研究從傳動原理上創(chuàng)新地提出了一種新型的連桿凸輪減速器，這種減速器與近年來成功研制的高承載能力雙曲柄環(huán)板針擺行星減速器類似 [12]，不僅保留了環(huán)板式傳動可省去輸出機構(gòu)而輸出軸剛性好；轉(zhuǎn)臂軸承由行星輪內(nèi)移至行星 輪外，尺寸不再受限制，從而傳遞的轉(zhuǎn)矩可以較現(xiàn)有的擺線針輪減速器更大等優(yōu)點，而且又保留了原擺線針輪行星減速器同時嚙合齒數(shù)多，總法向力與總圓周力間夾角小、擺線輪與針輪齒均為硬齒面等本質(zhì)上的優(yōu)點，可以克服現(xiàn)有以漸開線為齒形的諸種環(huán)板式減速器難以避免的缺點。但隨著機械向高效、高速、精密、多功能方向發(fā)展、對傳動機的功能和性能的要求也越來越高，而機械的工作性能、使用壽命、能源消耗、振動噪聲等在很大程度上取決于傳動系統(tǒng)的性能，因此世界各國都非常重視對傳動系統(tǒng)的研究 [56]。 1997 年日本機械學(xué)會在全國范圍內(nèi)組織的以“傳動裝置現(xiàn)實技術(shù)發(fā)展境界及其境界的超越”為題目的大規(guī)模系統(tǒng)調(diào)研 所形成的報告中，明確把傳動裝置的小型輕量、高性能、低成本作為研究努力的方向，并制定了相應(yīng)的目標(biāo) [1， 56]。 （ 2）傳動副的新材料及表面處理研究。機械傳動中的材料表面工程技術(shù)對傳動零件的表面疲勞強度、摩擦磨損性能和使用壽命至關(guān)重要，因而也一直是機械傳動研究的重要領(lǐng)域之一。 （ 3）傳動副的破壞機理及強度設(shè)計研究。通過上述研究，可有效提高傳動系統(tǒng)的動態(tài)性能和承載能力。制造技術(shù)與傳動裝置的靜動態(tài)性能及成本密切相關(guān)。硬齒面高精度滾齒要解決的問題是，滾齒機的剛性和硬質(zhì)合金滾刀（或陶瓷滾刀）的制造，這兩項技術(shù)問題我國尚未解決?？捎行Ы档蛡鲃恿慵圃斐杀镜囊活惓尚图庸ぜ夹g(shù)是傳動零件近終成型加工技術(shù)。從 19 到 20 世紀(jì)，機構(gòu)學(xué)對機械結(jié)構(gòu)的完善和性能提高，對社會經(jīng)濟的發(fā)展起了極大的推動作用。當(dāng)然，與其他傳統(tǒng)學(xué)科一樣，隨著時代的進(jìn)步，機構(gòu)學(xué)的內(nèi)容、手段、方法已經(jīng)逐步更新和拓展。高精度、高加速度、重載、輕質(zhì)、微型等要求，除促進(jìn)機構(gòu)學(xué)新分支的誕生外，還要求設(shè)計階段將原本屬于不同學(xué)科的機械和控制綜合考慮，注重動態(tài)分析和動態(tài)設(shè)計，借助控制使系統(tǒng)得到更佳的性能；現(xiàn)代數(shù)學(xué)、力學(xué)與計算機技術(shù)成為機構(gòu)設(shè)計與分析的基礎(chǔ)與工具。 機構(gòu)學(xué)研究的基本問題劃分為分析與綜合兩大類。機構(gòu)運動學(xué)研究的對象主要是考慮拓?fù)浼s束和尺度約束的多體機械系統(tǒng)，主要內(nèi)容是：已知機構(gòu)的輸入，各構(gòu)件的尺度與裝配構(gòu)型，確定從動構(gòu)件的運動規(guī)律，如位移、速度、加速度、奇異位形、運動誤差等，或已知構(gòu)件的輸入和各個構(gòu)件的尺度，確定裝配構(gòu)型并優(yōu)化其結(jié)構(gòu)，從而獲得從動構(gòu)件的運動規(guī)律，即機構(gòu)的運動分析；對機構(gòu)提出運動學(xué)、動力學(xué)ee 6 等方面的設(shè)計要求，確定進(jìn)而優(yōu)化相關(guān)的構(gòu)件尺寸，即機構(gòu)的運動尺寸綜合；研究 機構(gòu)尺度類型與性能之間的關(guān)系。近年來機械學(xué)一項引人注目的進(jìn)展就是產(chǎn)生了一門特定的機械學(xué)科 — 機器人機械學(xué)，它是分析、設(shè)計機器人機械系統(tǒng)的科學(xué)，機器人機械系統(tǒng)與傳統(tǒng)機械有類同也有明顯的區(qū)別，它成為現(xiàn)代機械學(xué)中最活躍、最引人注目的分支之一。總體上看，研究對象從原動機和工作機擴大到整個多自由度、多環(huán)機 械系統(tǒng)。 機構(gòu)學(xué)設(shè)計理論仍在不斷完善與發(fā)展。故圖論為機構(gòu)結(jié)構(gòu)學(xué)研究提供了有力的數(shù)學(xué)工具。相 應(yīng)于機構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)描述及其結(jié)構(gòu)單元的劃分，分別采用回路約束法、桿 副約束法或ee 7 單開鏈約束法來建立易于自動生成的運動學(xué)、動力學(xué)方程。處理機構(gòu)全部裝配構(gòu)形包括機器人機構(gòu)裝配構(gòu)形，一般有消元法、區(qū)間分析法和連續(xù)法。動力學(xué)方面，擺動力完全平衡的一般理論已經(jīng)相當(dāng)深入，如線性獨立向量法、擺動力完全平衡的直接法和有限位置法（數(shù)值法）。廣義速率的概念是取適當(dāng)構(gòu)件或構(gòu)件上適當(dāng)點的速度視為主動輸入速度（即廣義速率），并用于建立動力學(xué)響應(yīng)方程，結(jié)果動力學(xué)方程的耦合性可以明顯降低。在并 聯(lián)機構(gòu)方面， 1965 年英國工程師 Stewart 發(fā)明了 6 自由度并聯(lián)機構(gòu)平臺， 1978 年著名教授 Hunt 提出 Stewart 機構(gòu)可以做并聯(lián)機器人，其理論基礎(chǔ)涉及空間多自由度多環(huán)機構(gòu)學(xué)的范疇。柔性機構(gòu)的研究重點為：全柔性機構(gòu)理論體系及研究方法；柔性機構(gòu)的物理實現(xiàn)方法（集成設(shè)計與成形加工）；簡捷和足夠精確的柔性構(gòu)件大變形運動模型；柔性機構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化算法。日本微機器計劃開發(fā)出由 5mm 5mm 模塊組成的模塊化微機器樣機，用于高密度細(xì)徑管線的表面檢查作業(yè)；作為器件，已經(jīng)開發(fā)出微連桿、微轉(zhuǎn)子、微關(guān)節(jié)、微彈簧、微齒輪、微夾鉗、微驅(qū)動器等，微驅(qū)動器是微機器人的關(guān)鍵技術(shù)之一。擬人機器人是仿生機械中最富有挑戰(zhàn)性的項目之一，日本早稻田大學(xué) 在 1973 年試制的 WABOT1揭開了相關(guān)研究的序幕。其研究與分析的數(shù)學(xué)工具主要為拓?fù)鋵W(xué)、圖論、李代數(shù)、矩陣、旋量等。在受控機構(gòu)方面，受控機構(gòu)指結(jié)構(gòu)尺寸可調(diào)節(jié)且輸入可控的單自由度機構(gòu)，以及輸入可由恒速電機和 伺服電機驅(qū)動的多自由度機構(gòu)。但是組成原理方面的研究尚 比較薄弱，還未能提出系統(tǒng)的理論，這在一定程度上影響到齒輪連桿機構(gòu)的應(yīng)用。機構(gòu)學(xué)的新概念、新理論與新方法日趨體系化