【正文】 動(dòng)態(tài)歷程）。機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究的對(duì)象主要是拓?fù)浼s束、尺度約束和慣性約束的多體機(jī)械系統(tǒng)，具體包括變質(zhì)量機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、振動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、剛性與撓性轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)、彈性構(gòu)件動(dòng)力學(xué)、柔性機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)等，主要內(nèi)容是：給定機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和約束，求解輸入力和運(yùn)動(dòng)副反力等，即機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析；給定機(jī)構(gòu)輸入力和約束，求解機(jī)構(gòu)實(shí)際運(yùn)動(dòng)規(guī)律問題，即機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)；合理分布構(gòu)件內(nèi)部質(zhì)量及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，減少動(dòng)載荷、改善工作條件等，即機(jī)構(gòu)動(dòng)平衡 [3]。隨著有限元、邊界元等非 線性的結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化方法的應(yīng)用，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與分析軟件功能的強(qiáng)化，以及專家系統(tǒng)的完善，機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析方法發(fā)生了根本性的變化；機(jī)構(gòu)與微電子學(xué)、傳感技術(shù)、材料科學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等相互交叉、滲透、融合，使機(jī)構(gòu)學(xué)的系統(tǒng)概念向廣義拓展，形成微機(jī)械學(xué)、仿生機(jī)械學(xué)、光機(jī)電集成的廣義機(jī)構(gòu)以及智能機(jī)構(gòu)等新一代機(jī)構(gòu)；注重建立完整的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和評(píng)價(jià)體系 [1]。機(jī)構(gòu)學(xué)和計(jì)算機(jī)信息學(xué)、控制技術(shù)等現(xiàn)代學(xué)科的融合，使機(jī)構(gòu)學(xué)發(fā)生了廣泛而深刻的變化。又如，為適應(yīng)制造誤差和受載變形對(duì)齒面嚙合性能的影響，使傳動(dòng)副運(yùn)行時(shí)振動(dòng)低噪聲小，應(yīng)對(duì)齒面進(jìn)行齒形齒向兩個(gè)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)。 （ 5）傳動(dòng)裝置全壽命周期設(shè)計(jì)及綠色設(shè)計(jì)的研究。它是通過在傳動(dòng)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(dòng)副的服役性能。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，為了適應(yīng)機(jī)械系統(tǒng)性能水平不斷提高的新要求 ,保證其產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)能力，國(guó)內(nèi)外仍在不斷的研究和發(fā)展各種新型機(jī)械傳動(dòng)。因此，連桿凸輪減速器是一種體積小、重量輕、傳動(dòng)比范圍大、傳動(dòng)效率高、傳動(dòng)平穩(wěn)、輸出軸剛性大、傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩范圍更大、并具有很高實(shí)用價(jià)值的新型減速器。機(jī)械傳動(dòng)領(lǐng)域中國(guó)內(nèi)外廣泛采用的是漸開線齒輪傳動(dòng)、擺線針輪行星傳動(dòng)等，這些傳統(tǒng)傳動(dòng)型式的理論與技術(shù)由于 經(jīng)歷了較長(zhǎng)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(duì)成熟 [711]。原動(dòng)機(jī)提供基本的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，常見的原動(dòng)機(jī)有蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、電動(dòng)機(jī)等，風(fēng)力、人力、水力、人畜動(dòng)力機(jī)也屬于原動(dòng)機(jī)。 輸出軸組件的裝配 ...................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 凸輪模型的建立 ........................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 輸出軸 ............................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 擺線針輪的設(shè)計(jì) ........................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 凸輪理論廓線方程及性質(zhì) ................... 錯(cuò)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 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。 傳動(dòng)比的計(jì)算 ......................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 ee II 連桿凸輪減速器工作原理 ................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 凸輪 ................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 減速器基本零件建模 ....................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 第三軸的裝配 .......................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 ee 1 1 緒 論 選題的背景及研究的意義 原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)和工作機(jī)（執(zhí)行機(jī)）是機(jī)械系統(tǒng)的三大基本構(gòu)成。 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(jī)械科學(xué)發(fā)生了深刻的變革，機(jī)械傳動(dòng)作為機(jī)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?jī)?nèi)涵，另一方面也要不斷提高性能質(zhì)量 [56]。 為了克服上述減速傳動(dòng)的缺點(diǎn)并保留其優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)機(jī)械傳動(dòng)裝置的高性能、低成本和小型輕量化，本研究從傳動(dòng)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(dòng)可省去輸出機(jī)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(diǎn)，而且又保留了原擺線針輪行星減速器同時(shí)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(diǎn)，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(diǎn)。 1997 年日本機(jī)械學(xué)會(huì)在全國(guó)范圍內(nèi)組織的以“傳動(dòng)裝置現(xiàn)實(shí)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(bào)告中，明確把傳動(dòng)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]。機(jī)械傳動(dòng)中的材料表面工程技術(shù)對(duì)傳動(dòng)零件的表面疲勞強(qiáng)度、摩擦磨損性能和使用壽命至關(guān)重要，因而也一直是機(jī)械傳動(dòng)研究的重要領(lǐng)域之一。通過上述研究，可有效提高傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能和承載能力。硬齒面高精度滾齒要解決的問題是，滾齒機(jī)的剛性和硬質(zhì)合金滾刀（或陶瓷滾刀）的制造，這兩項(xiàng)技術(shù)問題我國(guó)尚未解決。從 19 到 20 世紀(jì)，機(jī)構(gòu)學(xué)對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的完善和性能提高，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起了極大的推動(dòng)作用。高精度、高加速度、重載、輕質(zhì)、微型等要求，除促進(jìn)機(jī)構(gòu)學(xué)新分支的誕生外，還要求設(shè)計(jì)階段將原本屬于不同學(xué)科的機(jī)械和控制綜合考慮，注重動(dòng)態(tài)分析和動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，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(jì)算機(jī)技術(shù)成為機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析的基礎(chǔ)與工具。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)研究的對(duì)象主要是考慮拓?fù)浼s束和尺度約束的多體機(jī)械系統(tǒng)，主要內(nèi)容是：已知機(jī)構(gòu)的輸入，各構(gòu)件的尺度與裝配構(gòu)型，確定從動(dòng)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，如位移、速度、加速度、奇異位形、運(yùn)動(dòng)誤差等，或已知構(gòu)件的輸入和各個(gè)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(dòng)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，即機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析；對(duì)機(jī)構(gòu)提出運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)ee 6 等方面的設(shè)計(jì)要求，確定進(jìn)而優(yōu)化相關(guān)的構(gòu)件尺寸，即機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸綜合；研究 機(jī)構(gòu)尺度類型與性能之間的關(guān)系?？傮w上看，研究對(duì)象從原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)擴(kuò)大到整個(gè)多自由度、多環(huán)機(jī) 械系統(tǒng)。故圖論為機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)學(xué)研究提供了有力的數(shù)學(xué)工具。處理機(jī)構(gòu)全部裝配構(gòu)形包括機(jī)器人機(jī)構(gòu)裝配構(gòu)形，一般有消元法、區(qū)間分析法和連續(xù)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(diǎn)的速度視為主動(dòng)輸入速度（即廣義速率），并用于建立動(dòng)力學(xué)響應(yīng)方程，結(jié)果動(dòng)力學(xué)方程的耦合性可以明顯降低。柔性機(jī)構(gòu)的研究重點(diǎn)為：全柔性機(jī)構(gòu)理論體系及研究方法；柔性機(jī)構(gòu)的物理實(shí)現(xiàn)方法（集成設(shè)計(jì)與成形加工）；簡(jiǎn)捷和足夠精確的柔性構(gòu)件大變形運(yùn)動(dòng)模型；柔性機(jī)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化算法。擬人機(jī)器人是仿生機(jī)械中最富有挑戰(zhàn)性的項(xiàng)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。在受控機(jī)構(gòu)方面，受控機(jī)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(jī)構(gòu)，以及輸入可由恒速電機(jī)和 伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的多自由度機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)學(xué)的新概念、新理論與新方法日趨體系化，與系統(tǒng)整體特性和新機(jī)構(gòu)發(fā)明相關(guān)的新理論體系正在逐步完善。機(jī)構(gòu)學(xué)概念、知識(shí) 、理論、方法和專家經(jīng)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的邏輯推理、分析判斷、數(shù)優(yōu)處理、圖形顯示等功能密切結(jié)合，以簡(jiǎn)單、直觀、快速、最優(yōu)的形式完成設(shè)計(jì)任務(wù)，逐步生成用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的通用程序庫和軟件包。在滿足拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)要求的機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)類型綜合及其自動(dòng)生成、機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法學(xué)、結(jié)構(gòu)類型優(yōu)選等方面也有建樹。在機(jī)器人機(jī)構(gòu)學(xué)方面，我國(guó)的機(jī)器人學(xué)研究早期是從機(jī)器人機(jī)構(gòu)學(xué)即多剛體運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和仿真起步的，我國(guó)機(jī)器人學(xué)的研究始終關(guān)注和跟蹤世界潮流的進(jìn)展。航空航天事業(yè)對(duì)變胞機(jī)構(gòu)提出需要，大型衛(wèi)星天線的研究在我國(guó)由來已久，桁架結(jié)構(gòu)的研究也有基礎(chǔ)。如步行機(jī)機(jī)構(gòu)學(xué)的研究，由于 20 世紀(jì) 90 年代中期階段性停頓，目前與日本、ee 11 美國(guó)相比有一定的差距。齒輪減速器由齒輪、軸、軸承及箱體等零部件組成 。日本住友重工研制的 FA型高精度減速器，美國(guó) AlanNewton公司研制的 XY式減速器，在傳動(dòng)原理和結(jié)構(gòu)上與 連桿凸輪減速器 類似或相近，都為目前先進(jìn)的減速器。但我國(guó)在這方面和世界先進(jìn)水平還有一定的差距，主要表現(xiàn)在以下三方面：首先， 20 世紀(jì) 60年代的減速器大多數(shù)是參照蘇聯(lián) 20 世紀(jì) 40～ 50 年代的技術(shù)制造的，后來雖有所發(fā)展，但限于對(duì)當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)、工藝及裝備條件，其總體水平與國(guó)際水平有較大差距；其次， 國(guó)內(nèi)的減速器 ， 多以齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)為主，但普遍存在著功率與重量比小，或者傳動(dòng)比大而機(jī)械效率過低的問題 ；第三 ， 我國(guó) 材料品質(zhì)和工藝水平上還有許多弱點(diǎn)，特別是大型的減速器問題更突出， 使用壽命不長(zhǎng)。但受其傳動(dòng)的理論的限制，不能傳遞過大的功率，功率一般都要小于 40KW。 目前，國(guó)內(nèi)外在減速器上大都選用 漸開線、圓弧和擺線作為減速器齒輪的基本齒形。一般所講的少齒差行星齒輪傳動(dòng)是專指漸開線少齒差行星齒輪傳動(dòng)而言的。在擺線針輪行星減速器中，為了使輸入軸達(dá)到靜平衡和提高傳動(dòng)的承載能力，采用兩個(gè)完全相同的奇數(shù)齒的擺線輪，兩擺線輪的位置相差 安裝在輸入軸的雙偏心套上。已經(jīng)列入我國(guó)冶金工業(yè)部部頒標(biāo)準(zhǔn)（ YB/T79— 1995） ，成為國(guó)家重點(diǎn)推廣的科技產(chǎn)品 [22]。 連桿凸輪減速器與三環(huán)減速器的結(jié)構(gòu)型式相似，所有三環(huán)減速器的研究成果對(duì)本課題的深入研究具有借鑒和指導(dǎo)意義。初選螺旋角 ??14? 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》設(shè)計(jì)計(jì)算公式（ 1021）進(jìn)行試算，即 ? ?3 01 12 H EHd tt ZZTKd ????? ? ?? 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 （ 1）試選載 荷系數(shù) ?tk 1。 ee 20 （ 10）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。 21 ?? YY FaFa （ 5）查取應(yīng)力校正系數(shù)。1092?z 幾何尺寸計(jì)算 計(jì)算中心距 a= ? ? mmmzz n os2 2)10927(c os2 21 ??? ???? ? 將中以距圓整為 141mm. ee 23 按圓整后的中心距修正螺旋角 ???? ????? rc c 2)10927(a rc c os2 )(a rc c os 21 a mzz n? 因 ? 值改變不多，故參數(shù) ?? 、 k? 、 ZH 等不必修正。 3）取安裝齒輪處的軸段 45 段的直徑 mmd 7054 ?? ；齒輪的右端與左軸承之間采用套筒定位。 中間軸 求輸出軸上的功率 p2轉(zhuǎn)速 n2 和轉(zhuǎn)矩 T2 ee 28 mNrrkWnpTinnppp??????????????95509550m i n/ i n/14602220112320xx12??? 求作 用在齒輪上的力 （ 1）因已知低速級(jí)小齒輪的分度圓直徑為： mmm zd 1 4 035433 ???? NNNFFFFdTFtantrt35214t a n1412t a n141214c o s20t a n3765c o st a n376514032????????????????????? （ 2）因已知高速級(jí)大齒輪的分度圓直徑為： mmm zd 3 9 91 3 3322 ???? NNNFFFFdTFtantrt12314t a n495t a n49514c o s20t a n1321c o st a n132139922????????????????????? 初步確定軸的最小直徑 先按式初步估算軸的最小直徑 .選取軸的材料為 45 鋼 ,調(diào)質(zhì)處理 .根據(jù)表 153,取1120?A ,于是得： mmnpAd 333220m i n ?????? 軸的最小 直徑顯然是安裝軸承處軸的直徑 d12 。已知齒輪輪轂的寬度為 56mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取 mml 51