【導(dǎo)讀】制造周期一直是機(jī)械制造業(yè)面臨的一個(gè)問題。當(dāng)今計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)和制造中。發(fā)揮著重要的作用，多種設(shè)計(jì)軟件在機(jī)械設(shè)計(jì)的各方面得到了廣泛的應(yīng)用。速器”進(jìn)行了研究。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。若制作成多級(jí)減速器，則更顯示出本減速。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕。由于用滾動(dòng)摩擦代。替了滑動(dòng)摩擦，減少了摩擦，提高了傳動(dòng)效率。取一組設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，分析了影響減速器性能的參數(shù)。能參數(shù)進(jìn)行計(jì)算并運(yùn)用CAD軟件繪出減速器的裝配圖及零件圖。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)。

　　

【正文】 過強(qiáng)度計(jì)算保證其在壽命期內(nèi)不至 于出現(xiàn)。第二種是如磨損、點(diǎn)蝕、膠合等造成減速器工作性能下降（如承載能力、傳動(dòng)效率）的失效 … ，在以傳遞運(yùn)動(dòng)為主、要求傳動(dòng)精度較高的傳動(dòng)系統(tǒng)中，這種破壞是主要失效形式。對(duì)于擺線鋼球減速器來說，鋼球與內(nèi)外擺線組成的曲線軌道是按嚴(yán)格的理論曲線進(jìn)行純滾動(dòng)嚙合減速。那么，當(dāng)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 軌道出現(xiàn)磨損后，純滾動(dòng)條件被破壞，造成鋼球與滾道問產(chǎn)生一定的間隙及摩擦滑動(dòng)，這樣，一方面使傳動(dòng)精度下降，另一方面摩擦發(fā)熱引起溫升過高，會(huì)加劇發(fā)生點(diǎn)蝕、膠合破壞的可能性。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。功率較大時(shí)，擺線的波峰也有發(fā)生塑性變形、剪切撕裂的可能性。 （ 2）轉(zhuǎn)臂軸承的疲勞破壞。 材料選擇和熱處理 根據(jù)失效分析可知，減速器的主要傳動(dòng)零件需具有較高的抗磨損、抗點(diǎn)蝕、抗膠合的能力。因此，零件工作表面應(yīng)達(dá)到較高的硬度。類比其它減速器并考慮到擺線盤較薄，熱處理時(shí)易變形等具體情況，選用的材料及熱處理方法見表 41。 零件 材料 熱處理 硬度 （動(dòng)、定）擺線盤 38CrMoAlA 調(diào)質(zhì)后整體氮化 HRC60 以上 輸入軸 45 調(diào)質(zhì) 220~250HBS 輸出軸 38CrMoAlA 調(diào)質(zhì)后局部氮化 HRC45~50 殼體 HT200 灰鐵時(shí)效 預(yù)壓端蓋 45 調(diào)質(zhì) 偏心塊 Q235 軸承蓋 Q235 表 41 選用的材料及熱處理方法 設(shè)計(jì)步驟的簡(jiǎn)要說明 （ 1）確定減速器總傳動(dòng)比、分配各級(jí)傳動(dòng)比 （ 2）根據(jù)傳動(dòng)比 i、傳動(dòng)功率、輸入轉(zhuǎn)速，確定鋼球數(shù) nb，計(jì)算內(nèi)外擺線波數(shù) ne、 nh （ 3）選定鋼球直徑 db、偏心距 A； （ 4）計(jì)算鋼球分布圓直徑 Rb、動(dòng)圓半徑 r0、短幅系數(shù) k1； （ 5）計(jì)算內(nèi)外擺線基圓半徑 rh、 re。 （ 6）確定擺線盤結(jié)構(gòu)尺寸 擺線盤內(nèi) 孔徑 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 )2(20 adRd bb ??? 外徑 )2(20 adRD bb ??? 擺線槽深 2)~(1 dt b? 盤厚 aH tt ??? 21 式中： A擺線盤內(nèi)空最小壁厚（ mma 5? ） （ 7）確定 W 機(jī)構(gòu)尺寸 W 機(jī)構(gòu)鋼球直徑 dw 球窩分布圓半徑 )~0( aRR bw ?? 球窩最大半徑 AdR ww ?? 2m ax 球窩深 2)~(2 dt w? （ 8）根據(jù) d0初選轉(zhuǎn)臂軸承型號(hào)，根據(jù)軸承內(nèi)徑確定輸入軸偏心段直徑 dp，然后參考 A、 dp 計(jì)算輸入軸其余各段直徑； （ 9）輸出軸最大直徑 a ) 。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(jí)按 IT6~8 級(jí)選配； （ 12）殼體內(nèi)腔徑向尺寸 20dC?? 。大功率機(jī)型殼體與底座整體鑄造；小功率不帶底座為宜。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(duì)該減速器的傳動(dòng)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(shí)，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。 參數(shù)選定及計(jì)算 合理地分配傳動(dòng)比，是傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要問題，它將直接影響到傳動(dòng)裝置的外廓尺寸、重量及潤滑條件?？倐鲃?dòng)比分配的一般原則如下 : （ 1）各級(jí)傳動(dòng)比都應(yīng)該在常用的合理范圍內(nèi)，以符合各種傳動(dòng)形式的工作特點(diǎn)，并使結(jié)構(gòu)比較緊湊。 （ 2）使各級(jí)傳動(dòng)獲得較小的外形尺寸和較小的重量。 （ 3）各級(jí)傳動(dòng)擺線盤的尺寸盡量接近，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的潤滑。 (4) 使所有的傳動(dòng)零件安裝方便。 根據(jù)上述原則分配傳動(dòng)比，是一項(xiàng)比較繁雜的工作，往往要經(jīng)過多次測(cè)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。 通過以上分析確定減速器傳動(dòng)比為 100，兩極傳動(dòng)比均為 i=10，并且確定其結(jié)構(gòu)為二型運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，那么根據(jù)公式： 2 1??? ni bHV 故 鋼球數(shù) nb=21。外擺波數(shù) ne=20。內(nèi)擺波數(shù) nh=22； 根據(jù)運(yùn)動(dòng)分析，取鋼球直徑 db=10mm，偏心距 A＝ 2mm（其中 A=2e）。 由于球徑系數(shù) 1/s in22 ?? dnRk bbb )/(π，因此可以得出： )/s in(2 ndR bbb ?? 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 )21/sin(2 10?? = 那么 5 4 7 ??? rnR bb 即 ?r 另外 2 ??k 即 4 7 ?? R b 0 ??? r 初步選取 k1＝ ，于是可以得到 ＝ e＝ ，選取 e=。 這樣，擺線波形的基本設(shè)計(jì)參數(shù)已經(jīng)確定，擺線的波形已基本形成（如圖 42所示），接下來就能夠計(jì)算擺線基圓半徑，鋼球滾動(dòng)半徑等參數(shù)。 （ａ）短幅內(nèi)擺線 （ｂ）短幅外接線 圖 42 短幅內(nèi)外擺線 外擺線基圓半徑 nrr ee ?? 0 ，即 =re =，這里取 re ＝ 32mm。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 內(nèi)擺線基圓半徑 nrr hh ?? 0 ，即 =rh =，這里取 rh =35mm。另外，要確定擺線盤的徑向尺寸，必須先知道鋼球的滾動(dòng)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。 擺線盤尺寸的計(jì)算 擺線盤內(nèi)孔徑 )2(20 adRd bb ??? )5( mma? =2（ 3455） =48mm 參考滾動(dòng)軸承的標(biāo)準(zhǔn)，選用 7205C GB/T2921994，根據(jù)軸承外徑取 d0＝ 47mm，此時(shí) a=。 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(dòng)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。 擺線槽深 2)~(1 dt b? ＝ ～ (取 t1 =3mm） 盤厚 aH tt ??? 21 ＝ 3+3+＝ (取Ｈ＝ 12mm） 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 確定 W 機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸 同 樣 ， 選 取 W 機(jī) 構(gòu) 鋼 球 直 徑 dw=10 ， 球 窩 分 布 圓 半 徑）（ 5 . 5~034)a~0( ???? RR bw 故 ＝ Rw＝ ，取 Rw＝ 35mm。 球窩最大半徑 AdR ww ?? 2m ax =5+2=7mm 球窩深 2)~(2 dt w? = ~ （取 t2 ＝ 3mm） 鋼球總數(shù) RRZn wbWb m a x2/2)3/2~2/1( ??? 14＜ Zw＜ （取 Zw＝ 12） 到此，減速器主要部件 的基本尺寸已經(jīng)確定，接下來就可以根據(jù)軸承內(nèi)徑確定輸入軸偏心段的直徑，然后依據(jù)軸的設(shè)計(jì)原則，依次確定各段直徑及長度，最終得出減速器各零件的結(jié)構(gòu)尺寸，繪制 出裝配圖及 零件圖。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 36 論 CAD 技術(shù)具有高智力、高效益、知識(shí)密集、更新速度快、綜合性強(qiáng)等特點(diǎn)。 它是科技領(lǐng)域中的前沿課題之一。 CAD 技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用水平已成為衡量一個(gè)國家科技和工業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志之一， CAD 技術(shù)從根本上改變了過去的手工設(shè)計(jì)繪圖，憑圖樣組織整個(gè)生產(chǎn)過程的技術(shù)管理方式，而變成了在計(jì)算機(jī)上交互設(shè)計(jì)，用數(shù)據(jù)文件定義產(chǎn)品。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。我國已充分認(rèn)識(shí)到了 CAD 技術(shù)的重要地位，已經(jīng)在大力推廣。 本文在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)制造理論的指導(dǎo)下，對(duì)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(duì)減速器性能的影響。 2．選取了一組設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)。 3．提出了一種復(fù)合齒形擺線盤設(shè)計(jì)和實(shí)體模型構(gòu)造的方法，為擺線盤的三維模型設(shè)計(jì)提供了一種新思路。 本文對(duì)二級(jí)雙擺線鋼球行星傳動(dòng)減速器進(jìn)行了較為系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和研究， 由于本人水平有限，且受時(shí)間、經(jīng)費(fèi)和試驗(yàn)條件的限制，該項(xiàng)研究還有待進(jìn)一步的完善和深化。具體有以下幾點(diǎn)： 1．因?yàn)闀r(shí)間有限，沒有研究減速器的潤滑問題。 2．應(yīng)該進(jìn)一步研究三維實(shí)體模型，以及整機(jī)運(yùn)動(dòng)仿真分析。 3．與有限元軟件結(jié)合進(jìn)行零部件的結(jié)構(gòu)分析。 4．使用數(shù)控銑床加工出的擺線槽加工精度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，需要考慮使用數(shù)控磨對(duì)擺線槽進(jìn)行磨削精加工。 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(shí)、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(dòng) 懷戀。他不但在學(xué)業(yè)上、工作中給予我悉心的指導(dǎo)，在生活上更是多方關(guān)照，在論文完成之際，謹(jǐn)對(duì)老師幾年來的辛勤培養(yǎng)表示衷心的感謝！感謝陳勉舟老師，對(duì)我的課題研究進(jìn)行了真誠的指導(dǎo)與關(guān)心，對(duì)我論文的撰寫提供了許多指導(dǎo)和幫助。他那樸實(shí)的工作作風(fēng)以及忘我的工作精神是我今后學(xué)習(xí)的榜樣。 在此再次對(duì)這么多無私的幫助和支持我完成課題的人表示感謝！ 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 38 參考文獻(xiàn) [1]劉基博．變幅外擺線的數(shù)學(xué)特性和擺線針輪行星傳動(dòng)可選擇參數(shù)的優(yōu)化(一 )[J]．機(jī)械傳動(dòng)． 2020． 28(5)： 2022． [2]劉基博．變幅外擺線的數(shù)學(xué)特性和擺 線針輪行星傳動(dòng)可選擇參數(shù)的優(yōu)化 (二 ) [J]．機(jī)械傳動(dòng)． 2020． 28(6)： 3942， 47． [3]劉基博．變幅外擺線的數(shù)學(xué)特性和擺線針輪行星傳動(dòng)可選擇參數(shù)的優(yōu)化 (三 ) [J]．機(jī)械傳動(dòng)． 2020． 29(1)： 4449． [4]李欽．?dāng)[線針輪減速機(jī)的結(jié)構(gòu)改型川．通用機(jī)械． 2020(1)： 7980． [5 孫兆森，李建勝．齒輪傳動(dòng)失效形式及其對(duì)策陰．山西焦煤科技． 2020(4)：67， 31． [6]李傳兵．混合少齒差星輪減速器星輪軸承壽命計(jì)算 [J]．安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2020， 22(2)： 156158． [7]張彩麗，李思益，李體仁．?dāng)[線鋼球減速器輸出機(jī)構(gòu)力學(xué)模型的建立與分析 [J]．輕工機(jī)械． 2020(3)： 68～ 70． [8]王文藻．?dāng)[線針輪行星傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)分析陰．通用機(jī)械． 2020(1)： 77～ 79 [9]張策．新型行星分度凸輪廓線設(shè)計(jì)及仿真 [J]．天津大學(xué)學(xué)報(bào)． 2020． 39(1)：100～ 103． [10]齒輪手冊(cè)編委會(huì)編．齒輪手冊(cè) [M]． 2020： 9～ 16． [11]羅宗澤，羅圣國 .機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)（三） .高等教育出版社 . 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