【正文】 b(n e)Hω a ω HW 圖 34 四型機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖 四型： 21??? ni bHa 其結(jié)構(gòu)相對于三型將內(nèi)外擺線盤位置對換（圖 34）。 表 31 設(shè)計(jì)計(jì)算公式 名稱 符號 計(jì)算公式 鋼球數(shù) nb 根據(jù)傳動比確定 偏心距 A 根據(jù)傳動功率和機(jī)型大小選取 鋼球直徑 db 根據(jù)傳動功率和機(jī)型大小選取 外擺基圓半徑 re nnRr bebe /? 內(nèi)擺基圓半徑 rh nnRr bhh b /? 滾圓半徑 r0 nRr bb/0? 鋼球分布圓半徑 Rb rnR bb 0? 外 擺線波數(shù) ne 1??nn be 內(nèi)擺線波數(shù) nh 1??nn bh 短幅系數(shù) k1 RAnk bb 2/1 ? 球徑系數(shù) k2 dnRk bbb /)/s in (22 ?? 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 齒廓曲線參數(shù)的選擇 將 nb=ne+1=nh 1? 代入第二章建立的擺線參數(shù)方程可以得到： 短幅外擺線： ? ebeb nrknrnX c o sc o s 010 ?? ?? ebeb nrkrnY s ins in 010 ?? (31) 短幅內(nèi)擺線： ?? hbhb nrkrnX c o sc o s 010 ?? ?? hbhb nrkrnY s ins in 010 ?? （ 32） 由（ 31）、（ 32）兩方程式可見，確定擺線波形的基本設(shè)計(jì)參數(shù)是 nb、 r0和 k1。定坐標(biāo)系（ XO1Y）固連于基圓，動坐標(biāo)系（ XO2Y）固連于動圓。嚙合過程的實(shí)質(zhì)是：形成內(nèi)外擺線的兩基圓按偏心距為 2r0配制（相切）后，兩基圓作純滾動時(shí)，內(nèi)外擺線各自的動點(diǎn)圓重合作平面運(yùn)動。這里定義動圓為“動點(diǎn)圓”。 R 4R3R 1R 2O 2O 1W1P 1EO 3P 2FFO 3W2 圖 24 有包心形成內(nèi)外擺線 同理，若在滾圓圓周外固結(jié)一點(diǎn)，則該點(diǎn)的軌跡稱為短幅內(nèi)外擺線。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 θ1O 3Cr 0P 1n 1o 3CR 1θ 3o 1o 2R 2P 2n 2 （ａ）外擺線 （ｂ）內(nèi)擺線 n 1O 1R 1C 1O 3r 0θ 3θ1P 1C 1O 3O 2D 1r oo 4R 2P 2D 1n 2θ 4θ2 （ｃ）短幅外擺線 （ｄ）短幅內(nèi)擺線 圖 23 擺線的形成原理 從圖中可以看出，擺線是以滾圓自轉(zhuǎn)角 θ3 、 θ4 等于 ?2 為周期的循環(huán)曲線。 對于圖 21 中 (b)所示的 2KH 機(jī)構(gòu)，行星輪 2 沿固定齒輪 3 內(nèi)圈作純滾動，則嚙合點(diǎn) P 就是行星輪２的速度瞬心。 由圖可以看出，基本的行星輪系有三個(gè)基本的構(gòu)件，兩個(gè)中心輪用 K 表示，一個(gè)系桿用 H 表示，簡稱 2KH 機(jī)構(gòu)。 繪制裝配圖和零件圖 繪制裝配圖和零件圖 一項(xiàng)重要工作，其主要內(nèi)容包括：分析 減速器的整體機(jī)構(gòu)；統(tǒng)計(jì)減速器各零件的尺寸；分析各零件之間的配合關(guān)系。由于在傳動的理論上、工藝水平和材料品質(zhì)方面沒有突破，因此，沒能從根本上解決傳動比大、體積小、重量輕、機(jī)械效率高等這些基本要求。因此，除了不斷改進(jìn)材料品質(zhì)、提高工藝水平外，還應(yīng)該在傳動原理和傳動結(jié)構(gòu)上深入探討和創(chuàng)新，擺線鋼球傳動原理的出現(xiàn)就是一例。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 本課題在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)制造理論的指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)出一種新型的減速裝置。 CAD 技術(shù)具有高智力、高效益、知識密集、更新速度快、綜合性強(qiáng)等特點(diǎn)。 本文的研究結(jié)果為雙擺線鋼球行星傳動減速器的設(shè)計(jì)和改進(jìn)提供了重要的參考依據(jù)，也為新產(chǎn)品的開發(fā)提供了有效的方法與經(jīng)驗(yàn)。這種新型減速器與國內(nèi)外已有的齒輪減速器相比較，有如下特點(diǎn)： (1) 傳動比范圍大，最大可達(dá)幾千。若制作成多級減速器，則更顯示出本減速器的優(yōu)點(diǎn)。 關(guān)鍵字 ：減速器，雙擺線， CAD畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 ABSTRACT Along with the mechanical manufacturing market petition intensifies, how to improve product quality, speed up product development and reduce leadtime is always a problem with mechanical manufacturing industry. Today39。它是科技領(lǐng)域中的前沿課題之一。它是通過鋼球在兩擺線滾道內(nèi)作純滾動而實(shí)現(xiàn)減速傳動的，具有效率高、重量輕、傳動比大等一系列優(yōu)點(diǎn)，在國內(nèi)外市場中的潛力很大。該減速器主要是通 過鋼球在擺線滾道內(nèi)作純滾動而達(dá)到傳動的目的，因而摩擦損耗小，傳動效率很高，結(jié)構(gòu)又相當(dāng)簡單。 90 年代初期，國內(nèi)出現(xiàn)的擺線針輪減速器，也是一種擺線減速器，它可實(shí)現(xiàn)較 大的傳動比，傳遞載荷的能力也大，效率亦高。最后繪制出裝配圖和零件圖。在這種機(jī)構(gòu)中，固定兩個(gè)中心輪的任一個(gè)，則運(yùn)動可由另一個(gè)中心輪和系桿隨意輸入、輸出，實(shí)現(xiàn)傳動的目的。 輪 1 與輪 2 的嚙合點(diǎn) A 的速度 Va 為： ωAPωAOV 211a ?? 即 r1 ?1 =2r2 ?2 輪 2 與系桿 H 的聯(lián)接點(diǎn) O2 的速度 V02為： ωOOωOPV H212202 ?? 即 ?? Hrrr )( 2122 ?? 由幾何結(jié)構(gòu)關(guān)系： rrrr 31)( 212 ??? 聯(lián)立以上各式解之： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 r rri HH 1 3111 ????? ZZ131?? 同理，對于圖 22 所示的 KHV 機(jī)構(gòu)，輪 2 與系 桿 H 的聯(lián)接點(diǎn) O2 的速度 V 為： ωOωOO 22H23 PV ?? 即 ?? 2231 )( rrr H ?? r rri HH 2 2322 ???? ?? zzz223?? 式中： r各輪半徑 Z各輪齒數(shù) 由式（ 22）看出，中心輪和行星輪齒數(shù)差愈小，傳動比愈大。若令 nrRo 111? 、 nrRo 222?。 擺線齒廓的嚙合原理 由上一節(jié)可知，擺線可按有包心和無包心兩種方法形成，在滿足一定條件時(shí)，兩種形成法形成的擺線是等效的。（ 2）由等效點(diǎn) E E E??等形成的擺線在這些點(diǎn)處的法線都通過基圓上的 P 點(diǎn)，也就是說，過等效動點(diǎn)的法線必定交于同一點(diǎn)。動點(diǎn)圓圓心位于兩基圓連心線的中點(diǎn)。 θ1XX 1O 1O 2O 2Y 1 YR1R1 圖 27 公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)的關(guān)系 ?2 為動圓繞基圓公轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)角， ? 為動圓自轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)角。以下分別討論各參數(shù)的 選擇原則。 所以，對于一型和三型 nb=2i1，對于三型和四型 nb=12i= 12?i 滾圓半徑 r0 的選擇 1．滿足不干涉條件 當(dāng)擺線波數(shù)一定時(shí)， r0 值增大，基圓半徑 rnr hh 0? 和 rnr cc 0? 的值也隨之增大，減速器的徑向尺寸變大，鋼球分布圓上的周節(jié)就會增大。在內(nèi)凹部分的 實(shí)際曲率半徑 Pa=P+rr 即為理論廓線曲率半徑與銑刀半徑之和。南與勺一起決定著短幅外擺線的曲率半徑。由于嚙合點(diǎn)的壓力角各不相同，取最小壓力角與短幅系數(shù)作比較，由圖 36 可見，隨 k1 值的增大，最小壓力角逐漸減小。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 其二，從輸出機(jī)構(gòu)考慮。 結(jié)論 從以上分析可以得出，擺線參數(shù)方程中三個(gè)基本參數(shù)的選擇原則： （ 1） nb值由減速器的結(jié)構(gòu)形式和傳動比的設(shè)計(jì)要求計(jì)算得到。當(dāng)滾動體為鋼球時(shí)，增 設(shè)軸向預(yù)緊裝置，通過預(yù)壓螺母、圓錐滾子軸承來調(diào)節(jié)；當(dāng)滾動體為短圓柱時(shí)，軸向間隙可通過端蓋與殼體問的墊片來調(diào)節(jié)。 （ 3）減速器的 外形結(jié)構(gòu)尺寸主要取決于鋼球直徑和鋼球分布圓直徑的大小，在滿足傳動功率的條件下，可實(shí)現(xiàn)減速器的微型化，甚至可以設(shè)計(jì)成一種特制的減速軸承。因此，擺線鋼球減速器的主要破壞失效形式是嗍： （ 1）擺線槽工作表面的磨損、接觸應(yīng) 力引起的膠合、疲勞點(diǎn)蝕等。22( dRd wwC m a x ??? （ 10）根據(jù)工作載荷、輸入轉(zhuǎn)速等，校驗(yàn)各接觸面的接觸強(qiáng)度、轉(zhuǎn)臂軸承壽命、輸入輸出軸的強(qiáng)度剛度； 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 （ 11）精度等級按 IT6~8 級選配； （ 12）殼體內(nèi)腔徑向尺寸 20dC?? 。 根據(jù)上述原則分配傳動比，是一項(xiàng)比較繁雜的工作，往往要經(jīng)過多次測算，擬定 多種方案進(jìn)行比較，最后確定一個(gè)比較合理的方案。另外，要確定擺線盤的徑向尺寸，必須先知道鋼球的滾動半徑 Rb，根據(jù) rnR 0bb ??得出 Rb＝ 21?=? 34mm（ r0 取 ），再參考基圓半徑確定擺線盤的內(nèi)孔、外徑。在統(tǒng)一的數(shù)字 化產(chǎn)品模型下進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、分析計(jì)算、制訂工藝規(guī)程、設(shè)計(jì)工藝裝備、數(shù)控加工、質(zhì)量控制等。 3．與有限元軟件結(jié)合進(jìn)行零部件的結(jié)構(gòu)分析。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 37 致謝 本文是在黃石理工學(xué)院機(jī)電學(xué)院陳勉舟老師的悉心指導(dǎo)和幫助下完成的，在近三年的學(xué)習(xí)中，老師敏銳的思想、淵博的知識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、平易近人的風(fēng)范、無不讓我感動 懷戀。 本文在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)制造理論的指導(dǎo)下，對一種新型的“雙擺線鋼球減速器”進(jìn)行了研究，現(xiàn)將本文所做的工作和取得的成果總結(jié)如下： 1．研究了各項(xiàng)參數(shù)對減速器性能的影響。 擺線盤外徑 )2(20 adRD bb ??? ＝ 2（ 39+a） mm88? 取 D0 =90mm 此數(shù)值基本可做為動擺線盤（外擺）的徑向結(jié)構(gòu)尺寸，定擺線盤（內(nèi)擺）還得參考減速器整體尺寸來確定。外擺波數(shù) ne=20。結(jié)構(gòu)允許的情況下，盡可能加大殼體外形尺寸，以利于散熱； 結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì) 根據(jù)前面的討論分析，我們對該減速器的傳動原理和結(jié)構(gòu)已經(jīng)有了較全面的了解，為了能夠獲得更直觀的認(rèn)識，我們初步選 定了一組設(shè)計(jì)參數(shù)，接下來將詳細(xì)的介紹設(shè)計(jì)過程。 （ 2）轉(zhuǎn)臂軸承的疲勞破壞。 （ 5）設(shè)計(jì)計(jì)算步驟、方法簡單，易于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)程序化設(shè)計(jì)。當(dāng)主動軸以 n1 的轉(zhuǎn)速（角速度 ?1 ）輸入時(shí)，輸入軸 O1 通過軸承 A2 驅(qū)動偏心盤 B2 旋轉(zhuǎn)，由于固定擺線盤與鋼球 Q1 的作用，得到一級減速；然后偏心盤B2 通過萬向聯(lián)軸節(jié) ? 使偏心盤 B3 旋轉(zhuǎn)，而偏心盤 B3 則通過循環(huán)鋼球 Q2 來驅(qū)動輸出擺線盤軸，使其按 n2 轉(zhuǎn)速（角速度 ?2 ）輸出。 （ 3） k1 值推薦在 ～ 之間選取。又當(dāng) r0 不變時(shí)，由上式得出