【正文】 （3）本設計中一個亮點是利用三維 UG軟件對減速機進行設計，包括建模，虛擬裝配和生成工程圖紙。本文利用的是第二種方法，如圖51 圖51 擺線輪齒廓 圖52 擺線輪 箱體 由于箱體的形狀很復雜，所以分割體很多，合理的建模順序是很重要的；另外建模應該以數(shù)據(jù)作為基礎。所以只需校核2截面，顯然左側比右側直徑小，因而該軸只需校核截面2左側即可。2）截面4左側抗彎截面系數(shù) ＝421875抗扭截面系數(shù) ＝84375彎矩 ＝560050＝280000扭矩 T＝1466353截面上的彎曲應力 ＝ MPa截面上的扭轉切應力＝軸的材料為45鋼，調質處理，由文獻［12］表151，得＝640MPa，＝275MPa，＝155MPa。擺線輪齒跟圓直徑mm擺線輪齒頂圓直徑mm擺線輪齒高mm銷孔中心圓直徑mm取，選取時考慮了同一機型輸出機構的通用性。二支點針齒計算簡圖，假定在針齒銷跨距的一半受均布載荷，則針齒銷的彎曲強應力（Mpa）和轉角（rad）為三支點的針齒計算，針齒銷的彎曲應力和支點處的轉角為式中——針齒上作用之最大壓力，按式計算（N）；L——針齒銷的跨度（mm）,通常二支點L=，應按實際之L值代入；——針齒銷的直徑——針齒銷許用彎曲應力，針齒銷材料為GCr15時，＝150～200MPa——許用轉角，＝（～） 轉臂軸承選擇 因為擺線輪作用于轉臂軸承的較大，轉臂軸承內外座圈相對轉速要高于入軸轉速，所以它是擺線針輪傳動的薄弱環(huán)節(jié)。（3） 針齒與擺線輪齒嚙合的作用力 假設第i對輪齒嚙合的作用力正比于該嚙合點處擺線輪齒實際彈性變形?！榱伺c直角坐標表示的曲線相一致,將Y軸規(guī)定為極軸,將極角沿順時針方向的角度規(guī)定為正方向,方程表述如下(參看圖3—3)： （——6） （——7）同理,K1=1時,變幅外擺線通用極坐標參數(shù)方程變?yōu)闃藴释鈹[線極坐標方程,參數(shù)a和A的變換同上。a———外切外擺線擺桿長度———外切外擺線滾圓半徑對于內切外擺線而言,變幅系數(shù)則相反,它表示為滾圓半徑與擺桿長度的比值。(3) 中心輪b,又稱針輪,由針齒殼3上沿針齒中心圓圓周上均布一組針齒銷5(通常針齒銷上還裝有針套7)組成。（2） 如果是新的設計，應該先建立一個新的文件名。隨時進行裝配層上的檢查 三維造型的步驟（1）理想模型的設計 這里應該了解主要的設計參數(shù)、關鍵的設計結構和設計約束等設計情況。UG NX 強大的參數(shù)化功能能夠支持模型的實時修改，系統(tǒng)能自動刷新模型，以滿足設計要求。UG NX 的主要特點是：實現(xiàn)了知識驅動型自動化和利用知識庫進行建模，同時能自上而下進行設計，以確定子系統(tǒng)和接口，實現(xiàn)完整的系統(tǒng)庫建模。 UG的功能與特點目前,隨著信息技術的發(fā)展,市場上已出現(xiàn)了許多不同的CAD/CAPP/CAM軟件,如CAD、 UG 、PRO/E、 CAXA、Solidworks等等,其中,猶以PRO/E和UG為典型代表。美國在研究直升飛機傳動裝置時所做的擺線針輪傳動試驗樣機，采用四片擺線輪，可以保證輸入軸動平衡的新結構，輸入轉速達2000r/min，傳動功率達205KW。擺線針輪傳動的主要特征是：行星輪齒廓為變幅外擺線的內側等距曲線，中心輪齒廓為圓形。本設計在全面考慮多齒嚙合、運轉平穩(wěn)、輪齒均載等運動學和動力學的要求，實現(xiàn)高承載能力、高傳遞效率、高可靠性和優(yōu)良動力學性能等指標，而且要便于制造、裝配和檢修，設計了該具有合理結構的擺線針輪行星減速器。一般認為CAD系統(tǒng)的功能包括:(1)概念設計；(2)結構設計；(3)裝配設計；(4)復雜曲面設計；(5)工程圖樣繪制；(6)工程分析；(7)真實感染及渲染；(8)數(shù)據(jù)交換接口等?！　∧壳?，擺線針輪的研究在國內外都在積極發(fā)展，日本住友重機械株式會社的“80系列”極大提高了性能，從1990年開始，住友機械株式會社在“80系列”的基礎上推出最新“90樣本”的擺線針輪減速器，它的機型由15種擴大為21種，傳動比由8種擴大為16種。到20世紀50年代,歐美一些國家正式提 出“模塊化設計”概念,把模塊化設計提到理論高度來分。在與機床和傳感器產(chǎn)品的結合方面，UG NX 倡導抓住和再利用加工過程中面向知識驅動的解決方案，以提高精密加工的技術和含量。產(chǎn)品設計并行協(xié)作將這些參數(shù)和結構描述數(shù)據(jù) UG NX 基本操作流程UG NX 的功能操作都是在零部件文件的基礎上進行的，UG的文件是以“”格式保存的。 擺線針輪減速器的結構特點 它主要由四部分組成：（1） 行星架H，又稱轉臂，由輸入軸10和偏心輪9組成，偏心輪在兩個偏心方向互成。外切外擺線的變幅系數(shù)定義為擺桿長度與滾圓半徑的比值。若令上兩式中的K1=1,即可得標準外擺線的參數(shù)方程。對第i對輪齒嚙合點法線方向的初始側隙可按下式表計算： （—1）式中，為第i個針齒相對轉臂的轉角，為短幅系數(shù)。因此，要進行針齒銷的風度計算，即校核其轉角值。轉臂軸承內外圈相對轉速nr/min＝1582轉臂軸承壽命h＝＝10613—壽命指數(shù)，球軸承＝3，滾子軸承＝10/3。從應力集中對軸的疲勞強度的影響來看，截面 4 和5 處過渡配合引起的應力集中較為嚴重；從受載的情況來看，截面5上的應力最大。根據(jù)下式及上表中的數(shù)值，并取=，軸的計算應力 Mpa，前已選定軸的材料為45鋼，調質處理，由文獻[12]表15－1查得=60MPa，因此〈，故安全。擺線輪廓直角坐標參數(shù)方程前面已經(jīng)給出，現(xiàn)有兩種方法生成擺線輪齒廓曲線：其一是，根據(jù)擺線輪參數(shù)方程，用C語言編制一個生成擺線輪齒廓曲線的程序，將其保存為擴展名為．txt文件。（2）在擺線針輪減速器裝置的設計中：為使擺線輪的承載能力最大，建立了數(shù)學模型，并用計算機求解，選擇了最優(yōu)的齒頂修形參數(shù)。利用可視化產(chǎn)品設計，可以減少對物理原型的需要 ，直觀地展示裝配體結構和裝配過程，測量和分析裝配性能 。完成子裝配工作后，進行總裝配，依照從內到外的順序，先裝配輸入軸，輸出軸，再裝配兩個擺線輪，再裝配針齒銷和針齒殼，最后裝附件，得到減速器完整的裝配，圖56為內部主要零部件的爆炸圖。故有效應力集中系數(shù)為＝＝由文獻［12］附圖32得尺寸系數(shù)= ；由文獻［12］附圖33的扭轉尺寸系數(shù)= 。軸按磨削加工，又附圖的表面質量系數(shù)為＝軸未經(jīng)表面強化處理，即，則按式得綜合系數(shù)值為＝＝又由文獻［12］及32得碳鋼的特性系數(shù)＝，＝于是，計算安全系數(shù)值，則得＝＝＝故可知其安全。 輸出軸的計算結構圖如圖41，圖41 輸出軸結構裝配圖設計計算如下：項目代號單位設計計算、結果及說明轉矩TN 輸出機構柱銷強度計算 輸出機構柱銷的受力情況（），相當一懸臂梁，在作用下，柱銷的彎曲應力為設計時，上式可化為式中 ——間隔環(huán)的厚度，針齒為二支點時，三支點時，若實際結構已定，按實際結構確定。設擺線輪上的轉矩為由i＝m至i=n的個齒傳遞，由力矩平衡條件可得 得最大所受力（N）為＝ T——輸出軸上作用的轉矩。圖34 擺線輪參數(shù)方程圖則擺線輪的直角坐標參數(shù)方程式如下： （——11）實際齒廓方程 （——12）——針齒中心圓半徑 ——針齒套外圓半徑 ——轉臂相對某一中心矢徑的轉角，即嚙合相位角（） ——針齒數(shù)目 擺線輪齒廓曲率半徑 變幅外擺線曲率半徑參數(shù)方程的一般表達式為 （——13）式中　———變幅外擺線的曲率半徑———x對的一階導數(shù), ———y對的一階導數(shù), 　　　———x對的二階導數(shù), 　　　 ———y對的二階導數(shù), 將式(——4)和式(——5)中x和y分別對取一階和二階導數(shù)后代入的表達式得 （——14） 以K1=1代入式(——14),得標準外擺線的曲率半徑為=[4A長幅外擺線K11。所謂圓的內域是指圓弧線包容的內部范圍,而圓的外域是包容區(qū)域以外的范圍。（4） 進行相關的準備工作：如坐標系、層和參數(shù)的預設置，為具體的設計指定相應的參數(shù)，它們會影響用戶的后續(xù)操作。對于復雜模型而言，模型的分解是造型的關鍵。圖21 UG NX 的工作流程 UG產(chǎn)品設計的一般過程（1） 先做準備工作 同時UG NX還是Unigraqhics與Ideas進行整合的版本，實現(xiàn)了它們之間的互操作性。（1） 數(shù)字化產(chǎn)品設計數(shù)字化產(chǎn)品設計又稱全面設計技術。參數(shù)化和變量化設計的基礎是尺寸驅動幾何模型。其最新版本的UG NX不但繼承了原有UG軟件的各種強大功能,而且與該公司的另一拳頭產(chǎn)品Ideas軟件的功能相互結合,共同構建了功能更加全面的輔助設計應用環(huán)境。利用UG軟件對擺線針輪減速器各零件建立幾何三維模型、擺線針輪減速器虛擬裝配及工程圖生成。減速器是各種機械設備中最常見的部件,它的作用是將電動機轉速減少或增加到機械設備所需要的轉速, 擺線針輪行星減速器由于具有減速比大、體積小、重量輕、效率高等優(yōu)點，在許多情況下可代替二級、三級的普通齒輪減速器和渦輪減速器，所以使用越來越普及，為世界各國所重視。由于擺線針輪傳動同時嚙合的齒數(shù)要比漸開線外齒輪傳動同時嚙合的齒數(shù)多，因而承載能力較大，嚙合效率要高；還由于擺線輪和針輪的輪齒均可淬硬、精磨，較漸開線少齒差傳動中內齒輪的被加工性能要好，齒面硬度更高，因而使用壽命要長；加上擺線輪的加工技術已經(jīng)過關，