【正文】 雖在品種、規(guī)格等許多方面做了改進，但在本質(zhì)、原理上沒有創(chuàng)新。 擺線針輪減速器的應(yīng)用　　目前，擺線針輪減速器的研究在國內(nèi)外都得到了積極發(fā)展，從1990年開始，住友機械株式會社在“80系列”的基礎(chǔ)上推出最新“90樣本”的擺線針輪減速器，它的機型由15種擴大到21種，傳動比由8種擴大到16種。擺線針輪減速器所能傳遞的最大功率為132KW，輸入軸的最高轉(zhuǎn)速為1800r/min。這些年來國內(nèi)對擺線針輪傳動的研究一直在不斷發(fā)展，并且也取得了一些成果。(8） 大連鐵道學院關(guān)天民和萬朝燕對新型擺線針輪傳動進行理論及受力分析；(9) 大連鐵道學院關(guān)天民教授提出了一種較為準確的針擺輪行星傳動銷孔式輸出機構(gòu)的受力分析理論，利用此理論可以得到整個工作過程中輸出機構(gòu)和柱銷的受力情況；(10） 鞍山鋼鐵學院高興蚊、黃秋波對具有雙面支撐輸出機構(gòu)以及多齒差齒形擺線針輪行星傳動的齒廓曲線形狀和嚙合特性進行了理論分析。自20世紀90年代以來來，在工業(yè)專用機器人回轉(zhuǎn)裝置選擇中。如日本住友重機械工業(yè)株式會社研發(fā)成功的機器人用R．v列，F(xiàn)A系列及FT系列產(chǎn)品均采用了擺線針輪傳動結(jié)構(gòu)形式，由于采用了最新的設(shè)計理論。近年來出現(xiàn)了數(shù)種在擺線針輪行星傳動基礎(chǔ)上的新型傳動型式，使其能夠更好適應(yīng)高精度的運動傳遞和控制，用于機器人關(guān)節(jié)驅(qū)動、精密機床等高精度擺線輪傳動技術(shù)的研究，其中常用的有以下幾種：(1). TWINSPFN減速器近來由斯洛伐克的一家公司推出，這種軸承式減速器不僅能承受非常大的徑向力而且還能承受軸向力，并且使用壽命和傳動效率也有所提高。RV減速器是近年來由日本帝人公司推出的一種擺線傳動，是由第一級普通漸開線直齒輪減速器部分和第二級針擺輪減速器部分組合成的兩級行星傳動機構(gòu)。(4). Dojen減速器由美國Mectrol公司生產(chǎn)，傳動機構(gòu)采用了機芯式設(shè)計，每個針齒都采用懸臂方式，在針齒另一端加工有錐度，和機殼上的錐孔相配合，能自動定心，不僅能保證順利裝配又能消除全部間隙。FA高精度減速器是當今世界上最新的傳動裝置，它具有體積小．傳動比范圍大．壽命長、稽度保持穩(wěn)定、效率高等一系列的優(yōu)點．由于它與機器人中常用的諧波傳動相比有較高的疲勞強度、大的剛度和長的壽命。2 擺線針輪行星傳動的簡介 擺線針輪的概念本課題研究的是工業(yè)機器三自由度手臂采用擺線針輪行星輪傳動的第二和第三臂。行星的齒廓不是線而是擺線。 行星齒輪傳動結(jié)構(gòu)簡圖行星齒輪減速機：主要傳動結(jié)構(gòu)為：行星輪，太陽輪，外齒圈。相對其他減速機，行星減速機具有高剛性，高精度，高傳動比，高的扭矩/體積比，終身免維修等特點。 擺線針輪減速機的用途，使用說明和注意事項 用途擺線針輪減速機采用擺線針齒嚙合，行星式傳動原理，所以通常也叫行星擺線減速機，行星擺線針輪減速機可以廣泛應(yīng)用于石油、環(huán)保、化工、水泥、輸送、紡織、制藥、食品 、印刷、起重、礦山、冶金、建筑、發(fā)電等行業(yè)，作為驅(qū)動或減速裝置其獨特的平穩(wěn)結(jié)果在許多情況下可以替代普通圓柱齒輪減速機及蝸輪蝸桿減速機，因此行星擺線針輪減速機在各個行業(yè)和領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，受到廣大用戶的普遍歡迎。 （2) 輸入軸的轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)數(shù)為1500轉(zhuǎn)/分。在安裝是最大的水平傾斜角一般小于，在超過時應(yīng)采用其他措施保證潤滑充足和防止漏油。 潤滑 （1) 臥式擺線減速機在正常情況下采用油池潤滑，油面高度保持在視油窗的中部即可，在工作條件惡劣，環(huán)境溫度處于高溫時可采用循環(huán)潤滑。 （3） 立式安裝行星擺線針輪減速機要嚴防油泵斷油，一避免減速機的部件損壞。放油時旋開機座下部的油塞，即可放出油污，該減速機出廠時內(nèi)部無潤滑油。 安裝 （1） 在擺線針輪減速機的輸出軸上安裝聯(lián)軸器、皮帶輪、鏈輪等連接件時不允許采用直接錘擊方式，因為減速機的輸出軸結(jié)構(gòu)不能承受軸向的錘擊力，可用軸端螺孔旋入螺釘壓入聯(lián)結(jié)件。 （3） 減速機上的吊環(huán)螺釘只限起吊減速機。校準裝動軸的同心度不應(yīng)超過聯(lián)軸器所允許的范圍。 擺線針輪行星減速器的構(gòu)造 行星擺線針輪減速機全部傳動裝置可分為三部分：輸入部分、輸出部分、減速部分。從結(jié)構(gòu)上講，擺線針輪行星傳動由四部分組成，即針輪、擺線行星輪、系桿H和輸出機構(gòu)W。圖中圓1稱為滾圓，半徑為r1；圓2稱為基圓，半徑為r2。而在滾圓外與滾圓相固連的一點M在基圓上所描述的軌跡則稱為短幅外擺線。但是由于與曲線相嚙合的是圓1上的M點，而實際齒廓不可能做成一點，所以要實現(xiàn)兩齒廓的嚙合傳動，可以以M點位圓心，一針銷作為固定中心內(nèi)齒廓1的針齒而形成的一種行星傳動裝置。 擺線行星輪的齒廓曲線由圖中可以看出，在圓滾1開始滾動時，滾圓上的P點與基圓上的A點相接觸，接著點P將離開基圓，當滾圓 滾過一周時，滾圓上的P點再次與基圓相接觸，接觸點已到了基圓上的B點，從點A到點B是一個完整的擺線齒廓，從M1到M2也是一個完整的短幅外擺線齒廓。由于是純滾動，故有 （） 即 （）式中a為兩輪的中心距 又由于 （）故聯(lián)立（）（）兩式可解得行星輪的齒數(shù) （）而針齒的齒數(shù) （）這說明針輪和擺線行星輪的齒數(shù)差只能為1，即擺線針輪傳動只能是一齒差行星傳動。 擺線針輪行星傳動的特點及應(yīng)用 由以上所述可知，擺線針輪行星傳動具有以下主要特點: (1) 減速比大。 由于采用內(nèi)嚙合行星傳動，加之擺線行星輪的齒廓曲線為短幅外曲線，使得整個機構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，體積和重量均大大減小。由于擺線輪和針輪嚙合處輸出機構(gòu)上均裝有滾套，使工作表面相對滑動小，因此減少了功率損耗；又由于其嚙合角較小，減輕了軸承的載荷，從而提高了效率。 （4）傳動穩(wěn)定，載荷能力較高。 （5） 使用壽命長。 （6） 與漸開線少齒差行星傳動相比，無齒頂相碰和嚙合重疊干涉的現(xiàn)象。 材料的優(yōu)質(zhì)本質(zhì)就是對材料的要求高，從而增加成本。加工擺線輪需要專門的機床，對裝配工藝也有較嚴格的工藝要求。3工業(yè)機器人的總體設(shè)計 工業(yè)機器人的組成 工業(yè)機器人的系統(tǒng)組成工業(yè)機器人一般由執(zhí)行系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和人工智能系統(tǒng)組成。而應(yīng)用于生產(chǎn)實際的多數(shù)是那些具有執(zhí)行系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的工業(yè)機器內(nèi)人。 （2） 驅(qū)動系統(tǒng) 驅(qū)動系統(tǒng)是向執(zhí)行系統(tǒng)各部件提供動力的裝置。驅(qū)動系統(tǒng)的傳動系統(tǒng)有四種；液壓式、氣壓式、電氣式、機械式。一般常見的為電氣與電子回路控制，計算機控制系統(tǒng)也不斷增加。若以控制的運動軌跡來分，有兩種；點位控制和連續(xù)軌跡控制。從工業(yè)機器人的研究、使用和發(fā)展情況來看，工業(yè)機器人應(yīng)該具有的機能可以歸納為三個方面，即運動機能，控制機能和檢測、識別機能。如果將這些機器人稱作第一代，那么，具有一定程度的視覺、觸覺或某些分析、判斷能力的機器人就屬于第二代了。在實際生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用的機器人，示教再現(xiàn)型還是較多。及其部分有機器手和移動機構(gòu)組成；傳感器有測量機器人自身位置狀態(tài)和速度、加速度的裝置，只要不是自住型移動機器人，它通常放在與機器人不同的地方，通過導(dǎo)線連接。信息處理裝置通過信息傳輸裝置與機器人本體相連，多用于只能機器人。該三自由度機器人的運動情況說明如下：首先，由電動機M1經(jīng)過傳動系統(tǒng)帶動大臂的回轉(zhuǎn)運動，且與大臂相連的所有其他手臂及機械構(gòu)件也隨大臂一起做回轉(zhuǎn)運動；而后另一手臂由電動機M2直接驅(qū)動作左右擺動；還有，第三臂由電動機M3直接驅(qū)動作上下擺動。為了實現(xiàn)傳動的設(shè)計要求以及機構(gòu)的最優(yōu)化設(shè)計要求，整個減速系統(tǒng)采用了三級斜齒輪傳動，且所有的斜齒輪都裝在一個箱體內(nèi)。第二軸的結(jié)構(gòu) 該軸實現(xiàn)第二臂的擺動運動。這種傳動由減速機構(gòu)和輸出機構(gòu)兩部分組成。第三軸的組成當然，根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求，第三臂的傳動結(jié)構(gòu)與第二軸的傳動一樣的，采用擺線針輪行星齒輪傳動。主要設(shè)計要求如下： 第一軸： 轉(zhuǎn)動角速度/s，轉(zhuǎn)角范圍0～/s 第二軸： 轉(zhuǎn)動角速度/s，轉(zhuǎn)角范圍0～/s 第三軸： 轉(zhuǎn)動角速度/s，轉(zhuǎn)角范圍0～/s 工作負荷為：5㎏（最遠距離時） 最大工作范圍：2000㎜ 總體方案的確定 三自由度機器人模型圖本次設(shè)計的主要內(nèi)容是三自由度工業(yè)機器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計，該機器人的主要功能就是把一個物體從一個地方搬到另一個地方。第二軸：通過擺線針輪行星齒輪傳動來實現(xiàn)第二臂的擺動。 工業(yè)機器人的主要技術(shù)參數(shù)具體的技術(shù)參數(shù)為： （1） 最大工作直徑：2000㎜； （2） 第一軸： 轉(zhuǎn)動角速度/s，轉(zhuǎn)角范圍0～/s。 （4) 第三軸： 轉(zhuǎn)動角速度/s，轉(zhuǎn)角范圍0～/s。 主要特色：實現(xiàn)各軸的傳動所采用的機械都是機構(gòu)緊湊，傳動效率高，傳動平穩(wěn)，無噪聲；而擺線針輪行星齒輪傳動的傳動比大。減速機構(gòu)采用由擺線輪C、固定針輪P和轉(zhuǎn)臂H組成的行星內(nèi)嚙合機構(gòu)，常用,輸出機構(gòu)采用由擺線輪上的銷孔和輸出軸銷盤上的銷軸組成的孔銷式W機構(gòu)。這種機構(gòu)的傳動比為 （）式中擺線輪C的齒數(shù)； 針輪P的齒數(shù)。而且，由于銷孔和銷套中心的連線總是與偏心輪上的偏心線O1O2平行等長，使銷孔中心、銷孔中心、擺線輪中心O1和輸出軸中心O2形成一個平行四邊形，即⊥O1O2=a，O1⊥O2=。當滾動圓2繞固定圓1作純滾動是=時，固結(jié)在滾動圓上的任一點描出的軌跡都稱為外擺線。這種形成的外擺線的發(fā)方法稱為內(nèi)滾法。當該點位于滾圓之外時，如M1所示，由M1點形成的外擺線M1M3M5稱為短幅外擺線。但是，實際針齒不可能做成一點，必須做成半徑為的圓柱形。這些圓的內(nèi)包絡(luò)線C1C5就是擺線輪的實際齒廓，又稱為短幅外擺線的等距曲線；而針輪的實際齒廓就是半徑為的圓。偏心套、輸入軸和輸出軸可采用45號剛，其他零件如針齒殼和機座一般采用鑄鐵和鑄鋼。 第一套擺線針輪加速器的設(shè)計 第三臂是采用擺線針輪行星齒輪傳動的，已知條件，電動機的功率為P=，轉(zhuǎn)速n=1000r/min,傳動比u=,則設(shè)計如下： 選