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1、擺線針輪減速器的設(shè)計(jì)匯報(bào)人：傅秋鑫指導(dǎo)老師：姜少杰 目錄CONTENTS 01020304 課題背景構(gòu)造及原理優(yōu)化設(shè)計(jì)研究?jī)?nèi)容 01 課題背景課題背景：傳統(tǒng)的齒輪減速器應(yīng)用廣泛，但已經(jīng)跟不上當(dāng)代工業(yè)傳動(dòng)的高級(jí)要求，而擺線針輪減速器作為一種擁有更小體積，更大傳動(dòng)比，更輕重量，而且精度更高的傳動(dòng)裝置，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)機(jī)械中。這幾年該類減速器開(kāi)始向工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域發(fā)展，從2 0 1 3年開(kāi)始，中國(guó)成為全球最大的機(jī)器人市場(chǎng)，在當(dāng)時(shí)，我們國(guó)家機(jī)器人零件自產(chǎn)自足的比例只占到5 %左右，而在2 0 1 5工博會(huì)上，秦川機(jī)床展示了機(jī)器人基礎(chǔ)關(guān)鍵件“機(jī)器人關(guān)節(jié)”，國(guó)產(chǎn)化率已達(dá)7 0 %。秦川機(jī)床不僅研發(fā)出機(jī)器人
2、關(guān)節(jié)，而且能夠制造生產(chǎn)機(jī)器人關(guān)節(jié)的機(jī)床。在這種勢(shì)頭之下，機(jī)器人用擺線針輪減速器的研究和優(yōu)化迫在眉睫，對(duì)工業(yè)機(jī)器人國(guó)產(chǎn)化的推動(dòng)起著重要作用。 02 構(gòu)造及原理 原理雖然之前對(duì)減速器有一定的接觸，但是拿到課題的時(shí)候，對(duì)擺線傳動(dòng)這種原理是一無(wú)所知的，然后經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的資料查詢，和自己的學(xué)習(xí)理解，終于搞懂了其中的原理。擺線針輪減速器，首先顧名思義我們明確一個(gè)擺線的概念，擺線就是一個(gè)圓沿著一條直線作純滾動(dòng)，那么圓上一個(gè)固定點(diǎn)經(jīng)過(guò)的軌跡就稱為擺線。外切外擺線是滾圓在基圓外域與基圓外切形成的外擺線(此時(shí)基圓在滾圓的外域)。短幅外擺線是指外切外擺線形成過(guò)程中,滾圓內(nèi)域上與滾圓相對(duì)固定的某點(diǎn)的軌跡， 而短幅外擺
3、線的內(nèi)側(cè)等距曲線的傳動(dòng)齒廓就是我們需要的擺線齒廓。 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 構(gòu)造 構(gòu)造（1）轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)臂是擺線針輪減速器的輸入構(gòu)件，它一般由輸入軸、偏心套和轉(zhuǎn)臂軸承組成。其中，輸入軸與電機(jī)軸相連；偏心套有兩個(gè)，徑向?qū)ΨQ地安裝于輸入軸上，分別用于安裝相位相差 180的兩個(gè)擺線輪；偏心套與擺線輪之間通過(guò)滾動(dòng)軸承連接，該組軸承稱為轉(zhuǎn)臂軸承。近年來(lái)，轉(zhuǎn)臂軸的結(jié)構(gòu)常與偏心套制作為一個(gè)整體，成為整體式雙偏心軸承，它是擺線輪的旋轉(zhuǎn)軸。（2）擺線輪擺線輪是以短幅外擺線的內(nèi)側(cè)等距曲線作為傳動(dòng)齒廓的傳動(dòng)齒輪，它是擺線針輪減速器的核心構(gòu)件。分析該減速器的傳動(dòng)原理可知，理論上一個(gè)擺線輪就能實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的傳遞。但實(shí)際機(jī)構(gòu)一般采用兩個(gè)相同
4、的擺線輪沿徑向?qū)ΨQ安裝，以使擺線輪在與針輪嚙合過(guò)程中實(shí)現(xiàn)靜力平衡，減輕振動(dòng)，提高減速器的承載能力。（3）針輪針輪是擺線針輪減速器的關(guān)鍵部件之一。它主要由針齒殼、針齒銷和針齒套組成。當(dāng)擺線輪與針齒套相嚙合時(shí)，針齒套可繞針齒銷轉(zhuǎn)動(dòng)，因而將其與擺線輪嚙合中的相對(duì)滑移運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為純滾動(dòng)，以減少嚙合摩擦損失。（4）W 輸出機(jī)構(gòu) 擺線針輪減速器中，擺線輪作既有公轉(zhuǎn)又有自轉(zhuǎn)的平面一般運(yùn)動(dòng)，要將其自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)輸出為輸出軸的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，需通過(guò) W 輸出機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。W輸出機(jī)構(gòu)主要由法蘭盤、若干柱銷和擺線輪上開(kāi)有的柱銷孔組成。其中，柱銷的一端固定在輸出軸的法蘭盤上，另一端插入兩擺線行星輪端面的等分孔中，在柱銷的懸臂上裝有可移
5、動(dòng)的柱銷套以減少摩擦損失。經(jīng)過(guò) W 輸出機(jī)構(gòu)傳遞后，擺線輪的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可 1 :1 地傳遞到輸出軸上，帶動(dòng)輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)。 03 優(yōu)化設(shè)計(jì) 優(yōu)化方案國(guó)內(nèi)主要生產(chǎn)使用的擺線針輪減速器結(jié)構(gòu)存在一些問(wèn)題，影響減速器整體性能的主要設(shè)計(jì)原理上的根本問(wèn)題在于擺線輪與固定針齒銷之間因相對(duì)滑動(dòng)而導(dǎo)致效率損失、噪聲、發(fā)熱等問(wèn)題,也是長(zhǎng)久以來(lái)困擾國(guó)內(nèi)企業(yè)， 最難克服的問(wèn)題,本文的解決思路呢是：通過(guò)增大針齒銷的直徑,并給針齒銷加上針齒套,同時(shí)依靠對(duì)擺線輪的齒廓修形使擺線輪與針齒之間變?yōu)闈L動(dòng)摩擦。以減少嚙合和相對(duì)滑動(dòng)造成的摩擦損失，但是當(dāng)針齒套半徑大于理論擺線齒廓的最小曲率半徑時(shí),就會(huì)使得在生成實(shí)際擺線齒廓時(shí)產(chǎn)生頂切現(xiàn)象,
6、在實(shí)際齒廓上出現(xiàn)尖點(diǎn)。所以要進(jìn)行相關(guān)計(jì)算驗(yàn)證。 具體設(shè)計(jì)查詢工業(yè)機(jī)器人相關(guān)資料，從常用大小的機(jī)器人出發(fā)，取3 0 kw為功率，1 5 0 0 r/min為轉(zhuǎn)速，2 5為傳動(dòng)比， 進(jìn)行了擺線輪齒數(shù)，針齒數(shù)，輸出轉(zhuǎn)矩的一系列確定，和一系列計(jì)算： 以上是主要的設(shè)計(jì)計(jì)算，論文中還有輸入軸和輸出軸的計(jì)算以及密封輪滑設(shè)計(jì)。 04 研究?jī)?nèi)容 研究?jī)?nèi)容根據(jù)得到的公式數(shù)據(jù)利用solidworks進(jìn)行了三維繪圖，這里重點(diǎn)講一下擺線輪的繪制，因?yàn)閿[線齒廓的復(fù)雜程度，不可能直接畫出來(lái)，具體方法呢是把計(jì)算得到的擺線輪齒廓曲線數(shù)據(jù)記下來(lái)，把程序得到的7 2 0個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)保存為txt格式，然后在solidworks3 0 1 4中采用插入-曲線-通過(guò)xyz點(diǎn)的曲線，再瀏覽導(dǎo)入數(shù)據(jù)來(lái)生成齒廓曲線，就得到了擺線齒廓曲線，最后進(jìn)行拉伸，和柱銷孔的切除和陣列命令就得到了我們需要的擺線輪。 零件圖 我的具體繪圖擺線輪 我的具體繪圖 輸入軸 我的具體繪圖偏心的轉(zhuǎn)臂軸承 我的具體繪圖針齒殼 我的具體繪圖針齒銷和針齒套 我的具體繪圖法蘭盤 零件圖 爆炸圖 爆炸圖視頻 2D圖裝配圖2 D 2D圖擺線輪2 D 2D圖端蓋圖2 D 2D圖法蘭盤2 D 2D圖偏心轉(zhuǎn)臂軸承2 D 2D圖輸入軸2 D 2D圖針齒殼2 D 感謝各位老師指導(dǎo)老師：姜少杰
擺線針輪減速器的設(shè)計(jì)答辯ppt
