【正文】 擺動活齒傳動的參數(shù)化仿真、三維造型設計和彈流潤滑問題,同時對二齒差活齒傳動進行了一些研究對擺動活齒傳動機構進行了運動分析,并用“反轉法”和“三心定理”推導了擺動活齒傳動內(nèi)齒圈的齒廓方程、擺動活齒的相對角速度方程和相對角加速度方程。建立了擺動活齒減速器虛擬樣機模型,完成了虛擬設計和裝配,實現(xiàn)了變量化設計。經(jīng)過世界各國機械工程技術人員的不懈努力的開發(fā)創(chuàng)新，已經(jīng)成功研制出以下多種結構形式的活齒傳動形式，其中發(fā)展比較成熟的有套筒活齒傳動，平面滾珠傳動，擺動活齒傳動，滾柱活齒傳動，推桿活齒傳動等。在這些活齒減速機中，推扦活齒減速機和滾柱(鋼球)活齒減速機是最早開發(fā)出的典型結構，有的活齒減速機形成了工業(yè)生產(chǎn)能力，有的還在國際、國內(nèi)獲獎，活齒傳動理論研究方面也取得不少成果。1987年，周有強教授等人提出了另外一種新的活齒傳動結構，擺動活齒減速機并個申報了國家專利。從70年代起，我國的科技工作者才開始注意國外活齒傳動的發(fā)展，并在條件簡陋、資料及資金缺乏的條件下研究活齒傳動技術，經(jīng)十幾年的開拓，在理論研究和產(chǎn)品開發(fā)方而都取得不少成績，先后推出多種專利技術。目前仍在進一步完善之中。后來伴隨著新的金屬加工工藝和數(shù)字加工設備的出現(xiàn)，這種傳動形式獲得了長足的發(fā)展，在有些國家已經(jīng)形成了系列產(chǎn)品，并在機械、冶金、建筑、采礦等工業(yè)部門獲得廣泛的應用，活齒傳動這一技術逐步的走向成熟。到了80年代，國際上研究活齒傳動更加積極，日本、英國、保加利亞、捷克斯治伐克等國先后公布了一些有關活齒傳動的專利和發(fā)明。70年代，蘇美兩國積極開發(fā)活齒傳動的新型式，蘇聯(lián)推出了“正弦滾珠傳動”，美國推出了“無齒齒輪傳動技術”，曾引起各國科技工作者的極大興趣。50年代，蘇聯(lián)學者對活齒傳動的一種型式“柱塞傳動”進行了理論研究，提出了它的運動學和力的計算方法?；铨X傳動最初的結構型式是在20世紀30年代由德國人提出來的，到了40年代，他們就把活齒傳動技術應用到汽車的轉向機構中了[2]。目 錄摘 要 3ABSTRACT 41 前言 7 7 本課題的研究意義和預期研究目標 8 8 本課題的預期研究目標 92 活齒傳動的基礎知識 10 10 套筒活齒傳動 10 擺動活齒傳動 11 滾柱活齒傳動 11 推桿活齒輪傳動 12 平面滾珠傳動 12 活齒傳動的傳動比的分析方法 13 13 轉角分析法確定傳動比 143 二齒差活齒減速器的設計 17 17 17 二維幾何建模軟件AutoCAD的簡介 18 19 雙相激波器 19 活齒輪 20 214 二齒差活齒減速器零件的計算校核 22 22 22 22 二齒差活齒傳動的基本參數(shù) 22 22 電動機的選擇 2動力參數(shù)的計算 23 軸的設計﹑計算與校核 23﹑計算與校核 23 低速軸的設計和計算 275二齒差減速器在Solidworks環(huán)境中的實體建模 31 輸出軸的三維設計 31 輸入軸和軸承的裝配 326 結 論 34參 考 文 獻 35致 謝 361 前言 活齒傳動是活齒少齒差行星齒輪傳動的簡稱，又被稱為活齒波動傳動是一種用來傳遞兩同軸間的回轉運動的新型傳動方式[1]?；铨X減速器具有傳動比大、傳動效率高、轉動平穩(wěn)、體積小、重量輕、噪聲小及壽命長等一系列優(yōu)點。第二次世界大戰(zhàn)曾使活齒傳動研究一度沉寂下來。美國學者提出了推桿活齒減速裝置及少齒差減速機，分析了傳動原理，對傳動比和作用力進行了計算，分析了其傳動性能。英國推出的“滑齒減速器”形成了系列產(chǎn)品，并投入國際市場。這表明，活齒傳動的研究和應用，在國外已經(jīng)成為行星齒輪研究中相當活躍的領域。到了21世紀今天，經(jīng)過這么多年的研究發(fā)展，國外的活齒減速器技術已經(jīng)相當成熟，技術已經(jīng)達到了相當高的層次，并已經(jīng)基本形成了一套技術體系。與外國相比，出于各種客觀原因，我國對活齒傳動的研究起步較晚。1986年北航陳仕賢教授提出了推桿活齒針齒減速機，其結構與樣機榮獲國際大獎。九十年代，江陰東亞減速機廠的嚴明工程師也提出一種新型結構的活齒傳動移位滾柱減速機，并獲得國內(nèi)和國際大獎。然而到目前為止，由于我國活齒傳動的研究和開發(fā)時間短，基礎薄弱，技術人員少且分散，生產(chǎn)經(jīng)驗積累不足，與先進國家相比，總體上仍存在較大差距。從活齒傳動誕生至今，已有多位機械專業(yè)的學者寫了多篇文獻,對活齒傳動進行了廣泛的研究[36], 文獻[3]中對擺動活齒減速器的虛擬設計做了一個較為詳細的介紹，從各種典型的活齒傳動形式到虛擬樣機技術的應用，并就基于齒輪嚙合原理,對擺動活齒傳動的工作原理、特點和傳動比進行分析,對齒形進行綜合正解,為進一步進行齒廓修形提供了理論基礎。對Solid Edge和ADAMS之間的模型數(shù)據(jù)轉換進行初步探討,成功完成二者之間的幾何模型轉換。然后以這些方程為基礎,應用Visual basic語言對擺活齒傳動進行了仿真分析。文獻[5]分別給出了中心輪常用齒形曲線及對應的等效機構。齒形綜合反解實例驗證了方法的實用性。應用瞬時等效機構法及轉角等距移距直接修形法,推導出齒形綜合正解的理論齒形和實際齒形方程式。 本課題的研究意義和預期研究目標 二齒差活齒減速器的虛擬樣機建模和性能分析是在充分分析當前二齒差活齒傳動的結構傳動特點和研究現(xiàn)狀的前提下，依據(jù)當前的硬件技術水平，利用現(xiàn)代化的設計思路和設計理念提出來的。當今世界各國減速器技術發(fā)展的總體趨勢是小型化、輕量化、高效率和高可靠度的不斷升。因此，開拓和發(fā)展減速器技術在我國有著廣闊的前景。在設計過程中，由于其復雜要求較高的齒廓曲線，如果參數(shù)設計不合理，會引起各種各樣的問題，比如會引起活齒與中心輪的的嚙合質(zhì)量差，系統(tǒng)的傳遞效率低下等。虛擬樣機設計技術的應用可以很好的解決這些不足之處，在二齒差活齒的研究設計中具有重要意義，不僅可以縮短開發(fā)周期，節(jié)省研發(fā)費用，方便的修改參數(shù)，還可以對在設計出物理樣機之前對虛擬樣機做出故障診斷。 （1） 基于三維模型設計軟件，進行有關結構的設計和參數(shù)計算，實現(xiàn)實體建模和參數(shù)優(yōu)化設計，并完成減速器的虛擬裝配。2 活齒傳動的基礎知識 經(jīng)過世界各國機械工程技術人員的不懈努力的開發(fā)創(chuàng)新，已經(jīng)成功研制出以下多種結構形式的活齒傳動形式，其中發(fā)展比較成熟的有套筒活齒傳動，平面滾珠傳動，擺動活齒傳動，滾柱活齒傳動，推桿活齒傳動，活齒針輪傳動[8]。它的基本組成包括激波器，中心輪和活齒輪，其中激波器是由雙偏心套，轉臂軸承和外齒圈組成，雙偏心套與輸入軸固聯(lián)，雙偏心套外輪廓上套裝轉臂軸承，轉臂軸承外環(huán)上套裝激波環(huán)與套筒活齒外圓柱面接觸。套筒活齒的內(nèi)圓柱面與活齒架上均布柱銷的外圓柱面嚙合，外圓柱面與轉臂軸承外環(huán)嚙合。套筒活齒傳動嚙合副由三個高副組成，三格高副是其突出的結構特征。與此同時，與中心輪非工作齒形接觸的諸套筒活齒受活齒架上柱銷的反推作用，順序地返回工作起始位置。擺動活齒傳動由激波器，活齒輪和中心輪三個基本構件組成?；铨X輪由活齒架及一組擺動活齒組成，擺動活齒與活齒架上的均布柱銷組成轉動副，活齒架與輸出軸固聯(lián)。傳動原理：輸入驅動力，軸帶動激波器以等角速度順時針轉動，激波器輪廓曲線通過與擺動活齒內(nèi)側滾柱組成高副，推動擺動活齒繞轉動中心轉動，迫使擺動活齒外側滾柱與中心輪齒廓嚙合，推動中心輪以等角速度順時針轉動，如果中心輪固定，則擺動活齒外側滾柱與中心輪齒形嚙合的同時，通過轉動副推動活齒輪以等角速度逆時針轉動。它是由激波器，活齒輪和中心輪三個基本構件組成。其傳動原理：驅動力輸入后輸入軸帶動激波器旋轉，激波器半徑變化的輪廓曲線產(chǎn)生徑向推力，迫使與中心輪固定工作齒形接觸的諸活齒，在沿活齒架徑向導槽移動的同時，沿著中心輪工作齒廓滑滾，并通過活齒架的徑向導槽推動活齒輪以等角速度逆時針轉動，于是滾柱活齒傳動完成了轉速變換運動。推桿針輪活齒傳動由激波器，活齒輪和中心輪組成。活齒輪是由活齒架以及徑向導槽中的導槽中的推桿活齒組成，活齒輪與輸出軸固聯(lián)。其傳動原理：輸入軸帶動激波器以等角速度逆時針轉動，激波器的偏心量迫使活齒輪徑向導槽中的個推桿活齒依次作徑向外移，因推桿活齒與針齒套相互接觸時，當推桿做徑向移動時，由于受到活齒套的約束，從而使推桿活齒帶動活齒輪作圓周運動，由于輸出軸與活齒輪固聯(lián)，所以獲得減速的運動。機座的左軸承上裝有主動軸，右軸承上裝有與保持架固聯(lián)的從動軸，與主動軸固聯(lián)的面向保持架的端面上具有波數(shù)為z1封閉槽，與機座固聯(lián)的定盤面向保持架的端面具有波數(shù)為z2的封閉槽，再兩個盤相互交錯的區(qū)域內(nèi)，裝有循環(huán)鋼球，保持架與循環(huán)鋼球有數(shù)量相等的徑向槽。 活齒傳動的傳動比的分析方法 活齒傳動的傳動比定義為激波器，活齒輪，中心論三個基本構件中的任意兩構件之間的角速度之比。 相對角速度法是一種應用相對運動原理，將其中某個部位固定，使其轉化為轉化機構，借助有關定軸輪系的結論確定傳動比的一種方法。現(xiàn)在給整個活齒傳動加一個與激波器H角速度大小相等，方向相反的附加角速度。這樣，激波器H可以視為固定不動，該活齒傳動就轉化為沒有行星輪的轉化機構。轉化機構中各構件的角速度的關系如下： =ωH—ωH=0，=ωG—ωH, =ωK—ωH。應用該式子可以比較方便的求出當三個構件中任一構件固定時，其他兩構件間的傳動比。當中心輪固定K（ωK=0）時，可以得到激波器H 主動，活齒輪G從動的傳動比或者活齒輪G主動，激波器從動的傳動比,其結果如下: （）活齒輪傳動的轉向用其主﹑從動件轉向相同或相反來表示，它與活齒輪G的齒數(shù)中心輪K的齒數(shù)和由固定件所確定的傳動型式有關。 根據(jù)相對運動原理，對于活齒傳動中繞主軸線轉動或平行于主軸線轉動的三個基本構件的轉速和傳動比，可以表示成